随着无线通信业务的广泛应用，一方面，可利用的无线频谱资源日益匮乏，另一方面，现有分配频段频谱利用率低下，认知无线电的出现解决了这一技术难题。在认知无线电网络架构中，MAC层解决了频谱共享、频谱分配以及频谱移动等重要问题， MAC层技术的实施对于认知无线电的研究具有重要意义，因此，对认知无线电MAC层实验平台的研究成为了本文的一个重要研究方向。另外，在MAC层频谱移动中，高效频谱切换机制的选择能有效减少认知用户的切换次数、切换延迟以及拥塞概率，能保证在不干扰授权用户的情况下更好地满足认知用户需求。针对以上性能要求，本文基于分组匹配的思想，提出了两种高效频谱切换机制。本文的研究成果简述如下：　　第一，高效频谱切换机制研究。首先，提出一种将用户分组与全面可靠的信道评估机制相匹配的频谱切换算法。其次，在该算法基础上对分组内的信道排序采用动态规划算法(DP)进行优化，提出一种将优化的组内信道与业务分组相匹配的频谱切换算法。仿真结果表明，本文提出的两种算法比经典的随机匹配信道算法在减少认知用户拥塞概率、频谱切换次数以及切换延迟等方面更具优势。另外，基于组内优化的频谱切换算法在三种算法对比中，性能最优。　　第二，DVB-T认知无线电MAC层实验平台研究。该平台设计了射频模块、频谱感知模块、频谱分配模块以及2.4G通信机模块，本文详细介绍了频谱分配模块以及2.4G通信机模块。级联起来进行试验测试的结果表明，该实验平台可实时完成对DVB-T空闲频段的利用。