认知无线电（Cognitive Radio，CR）技术能够克服低效的无线频谱分配，缓解无线频谱紧缺问题，是无线通信中最有前途技术之一。共存式频谱共享CR容量的研究热点包括基本模型和多点通信模型两种。基本模型是由一对认知用户与一对主用户组成，该模型容量的研究已经非常成熟。然而，频谱共享多点通信模型的容量等性能还没有得到充分地研究。论文主要内容包括：　　研究了频谱共享CR组播系统容量，当次用户基站为单天线时其容量等于干扰温度，并且该容量与CR基站峰值发射功率无关。同时还推导了CR基站是多天线时组播容量，分析了该容量与多天线数目、次用户数目和干扰温度的关系；对于CR多用户接入信道，当次用户峰值发射功率大小是任意的以及考虑了来自主用户的干扰。基于极值理论推导了该信道的渐近容量，研究了该容量的缩放性。　　研究了两个主、次共存多天线频谱共享CR系统Ad hoc网络传输容量。基于随机几何工具和马尔科夫不等式，推导了主用户网络传输容量的界限。然后，保证主用户网络的传输密度保持不变，推导了次用户网络传输容量。利用以上结果，分别推导了主、次用户用于发射的数据流最优天线数目和用于消除干扰的最佳空间接收自由度。　　研究了频谱共享CR广播信道单波束随机波束成形（Random Beamforming，RBF）传输策略下次用户最大接收信号功率与噪声功率之比的分布函数，证明了此函数是服从Frechet型分布。利用极值定理，推导了单波束封闭形式的容量。然后，还研究了基于多波束RBF传输策略最大接收信号功率与干扰功率和噪声功率之比的分布函数，得到系统最大瞬间容量。在此基础上，得到了CR网络多波束RBF近似容量。但前面RBF分析中CR基站发射功率仅满足对主用户干扰约束条件，没有考虑其本身最大发射功率的限制，而且仅分析了系统容量的性能。基于上述发现，接着分析了多用户频谱共享系统RBF传输方案性能（容量、中断概率、平均误符号率），CR基站发射功率同时受到峰值发射功率和峰值干扰功率同时约束。　　协作中继通信最近已被研究为一种利用空间分集和扩大通信范围有效方式，研究了频谱共享和伺机频谱接入CR协作中继通信系统的性能。最后，总结全文工作的同时，给出了下一步的研究方向。