认知无线电技术在保证不对主用户产生严重干扰的前提下，使得认知用户共享主用户的频谱资源，从而有效提高频谱资源的利用率，OFDM技术可以自适应分配频谱资源，因而可以应用于认知无线电。本文所做的认知无线电资源分配算法研究都是基于OFDM技术的，考虑在主用户干扰功率限制和认知用户传输功率限制条件下的资源分配问题，通过在多个认知用户之间合理的分配子载波以及子载波上的功率，使频谱效率得到进一步的提高。本文首先介绍了认知无线电的基本概念、关键技术以及基于OFDM的认知无线电，然后以最大化认知用户传输速率为目标，分别研究了基于用户间公平性的资源分配算法以及在中继辅助系统中统计干扰功率限制条件下的子载波匹配和载波功率分配算法。本文首先考虑在主用户干扰功率限制、各个次用户发射功率限制以及各次用户之间比例公平的条件下，最大化系统总传输速率的优化问题，给出了解决此优化问题的最优化方法以及降低复杂度的次优算法，最后通过仿真验证了本文所提算法的正确性和有效性。本文还研究了译码转发中继辅助系统中基于OFDM的认知无线电资源分配算法。针对当前算法要求认知用户发射端已知认知用户发射端与主用户接收端之间信道的瞬时状态信息这一缺点，本文使用干扰功率限制的概率模型，即认知用户只需要以一定的概率满足对主用户的干扰功率限制。在本文所提算法中，只要求认知用户发射端已知信道衰落的统计特性而不是信道的瞬时状态信息，从而放宽了对信道估计的要求。同时本文也提出了降低计算复杂度的次优算法，并最终通过仿真验证了所提算法的正确性和有效性。