认知无线电系统中的空闲频谱共享主要涉及到主用户系统间频谱租借价格的博弈,认知用户间共享主用户空闲频谱数量博弈竞争的问题。这其中博弈论作为分析决策问题的主要手段,近年来提出了许多基于博弈论的新的频谱共享算法,但这些算法都存在局限性,像有的把认知用户频谱需求量看做定值、没有分析频谱差异性、没有考虑主用户系统频谱使用率以及认知用户的频谱占用率对认知用户系统效用的影响等。基于上述问题,本文对现有的频谱分配算法进行了改进。首先本文概述了认知无线电系统中频谱共享和博弈论方面的研究现状和意义,阐述了使用博弈论研究认知无线电系统中频谱共享的可行性。其次基于博弈论的理论基础,对主用户之间的博弈问题采用了伯川德博弈模型进行研究,通过频谱共享的相关算法,对主用户系统间存在的价格博弈进行仿真分析,仿真分析的结果表明博弈最终收敛于纳什均衡,这就证明了使主用户效用达到最大的最佳策略集就是博弈双方达到纳什均衡,同时也证明了应用博弈论解决频谱共享问题的有效性。再次由于主用户空闲频谱存在水平差异与垂直差异,针对现有算法中并没有考虑到主用户空闲频谱水平差异的影响,因此本文提出了认知用户频谱喜好度的概念,用于表示主用户频谱的水平差异对认知用户租借频谱的影响,主用户根据认知用户频谱喜好度的不同提出不同的频谱价格,为了同时考虑主用户频谱使用率以及认知用户频谱占用率对认知用户效用的影响,本文提出了改进的认知用户效用函数和主用户要价函数,将改进的主用户要价函数与认知用户效用函数结合构成改进的非协作式的频谱分配算法,该算法能够更好的体现公平性,从而让认知用户竞争到的主用户空闲频谱更适合其自身需求。理论分析和仿真实验验证了改进的非协作式频谱分配算法的有效性。最后将非协作式博弈算法中认知用户效用函数与主用户要价函数与协作式博弈算法有机结合,提出了一种频谱分配联合算法。通过仿真表明本文提出的频谱分配联合算法比非协作式博弈算法在一定条件下更优,认知用户总收益得到进一步增加。