认知无线电网络中主用户的随机出现会随时中断授权频带中认知用户通信服务,因此,频谱切换技术是保证认知无线电网络中认知用户通信连续性的关键技术。本论文的主要研究工作如下。针对未来网络融合的趋势,无线通信网络将同时可能包含授权频谱和无需授权频谱这两种通信频段,本文称之为混合频谱网络。本文设计了一种基于混合频谱网络下的改进的频谱切方案,由于无需授权频谱上的信道没有高低优先级别之分,认知用户不会发生通信中断现象,通过增加使用无需授权频谱上的信道作为认知用户频谱切换的目标信道,可以在无需授权频谱上的信道业务空闲的时候改善认知用户的频谱切换性能。本文利用抢占优先(PRP G/M/1)排队模型和普通排队(M/M/C)模型对混合频谱环境下认知用户平均切换延时和平均切换次数进行了分析和仿真,仿真结果表明在认知用户采用随机算法选取目标信道时,当主用户到达率在0.2(到达数/每秒),与只用授权频谱上的信道作为切换目标信道相比,混合频谱网络切换方案的方案能够缩短10%左右的认知用户平均切换延迟。在基于研究了认知用户在授权频谱信道上的频谱切换模型基础上,针对频谱切换中认知用户的频谱切换能力受限这一实际况,通过利用引入频谱切换因子来表示认知用户的频谱切换能力,本文利用连续时间的马尔科夫模型来分析不同频谱切换能力与认知用户的阻塞概率,强制中断概率和频谱接入效率的关系。通过分析和仿真结果可以看出,在设计频谱切换算法的时候,如果不考虑实际的信道切换能力受限,会造成认知用户的服务性能的过高估计。基于目前的硬件条件限制,在一般的信道通信状况下,理想的切换算法会高估网络性能,在实际的网络规划中,忽略这一实际的影响,会给整体性能带来损害。