频谱资源的高度稀缺与已授权频谱的低效利用之间的矛盾迫切需要一种新的技术从根本上予以解决。而在认知无线电系统中,认知无线电用户(认知用户)能以一种动态的频谱接入方式机会地接入授权频谱的频谱空洞,在不会影响授权用户(主用户)正常通信的基础上,可以有效的提高授权频谱的利用效率,解决频谱资源稀缺的问题。认知用户的首要任务是发现频谱空洞,且在利用频谱空洞的过程中不允许对主用户造成不可忍受的干扰,因而认知用户必须快速、准确的进行频谱检测。目前,有几种较常见的频谱检测算法,本文对其原理和优缺点进行了分析。能量检测的原理是在所感兴趣的频带和观察时间内对接收到的能量进行累加,当累加值(即能量检测值)大于预设门限值时,认知用户判决存在主用户信号,反之,则判决不存在主用户信号。由于能量检测具有简单易操作的优点,最具有实用价值,因而成为广大研究人员最常用的检测方法。在目前的大部分研究中,认知用户都是基于能量检测值和判决门限对主用户的是否存在做出简单的二元判决,且认知用户在做出判决后常采用固定的发送时间或等待时间的帧结构。类似于通信系统中的软判决,我们可以预见,认知用户检测到的主用户的能量值大小包含了主用户是否存在的可用信息,简单的二元判决,必然会丢失可用信息。基于上述考虑,本文提出一种新的帧结构模型,即利用能量检测信息,自适应调整发送时间和等待时间,且分别在信道效率和丢失性能的优化指标下,给出了优化的发送时间和等待时间。具体的优化过程为,当某一帧的能量检测值落于某一个能量区间时,假设该区间对应的最优的发送时间或等待时间为一个未知量,我们首先计算出在该未知量下所带来的系统性能(归一化的信道效率或丢失性能)。然后,在归一化的干扰时间受限的条件下,为了最大化归一化的信道效率,计算出最优的发送时间；同样,为了最小化丢失性能,优化出等待时间,从而实现感知开销与丢失的频谱机会之间的权衡。最后,令能量区间的间隔宽度趋近于零,对上一步骤计算出的最优的发送时间和等待时间求极限值。认知用户的发射功率大小既影响了自身的通信性能(本文考虑的为平均吞吐量),又会直接影响对主用户的干扰水平(本文考虑的为峰值干扰功率),因而,对认知用户的发射功率进行控制实现平均吞吐量和峰值干扰功率之间的权衡是非常有必要的。本文在高斯信道下,以能量检测值为变量,以平均吞吐量和峰值干扰功率之间的权衡为目标,给出了认知用户发射功率的自适应优化值。最后,通过MATLAB仿真实验,验证了本文提出的方法。仿真结果表明,与传统的非自适应的方法相比,本文的自适应方法能带来较大的性能提高。且随着对能量检测值的区分精度的提高(即能量区间的间隔宽度越接近于零),本文所提出的自适应模型能带来最大的性能提高。