频谱是宝贵而稀缺的无线通信资源。目前的无线频谱由于多采用长期、固定的分配方式，造成了某些频段资源紧张而另一些频段利用率低下的状况，认知无线电概念的提出解决了这一问题。认知无线电网络中的认知设备能够动态感知无线频谱环境并自适应地使用空闲频谱，从而极大地提高了频谱利用率。针对认知用户可能对授权用户产生有意或无意干扰的问题，近年来有学者提出了灵巧认知无线电的概念，通过身份识别、违规惩罚等措施减少干扰。　　本论文首先主要研究灵巧认知无线电网络中授权用户(主用户)的行为决策优化问题。针对认知用户(次用户)竞争主用户的有限空闲频谱资源的情况，以主用户的长期总收益最大化为目标优化主用户的次用户选择方案。本文首先提出了主用户和次用户合作的灵巧认知无线电网络架构，将主用户在每个时隙的行为决策建模为Restless Bandits问题，之后通过线性规划放宽和原始双重索引探索法求解，将次用户选择决策优化转化为线下计算和线上查表的操作，大大提高了优化计算的实时性。　　其次，针对基于OFDM传输技术的灵巧认知无线电网络，考虑无线衰落信道和主用户能够容忍的干扰门限，本文还提出了一种通过最优功率控制保证次用户的误码率要求的方法，并对超过最大允许的传输功率的违规次用户进行了分类，依据次用户的违规程度给出了违规惩罚方案。本文考虑了状态价格、流量价格和罚金并以此作为频谱租金的组成部分，允许主用户根据次用户实际使用频谱的情况收取相应租金。　　最后，本文还提出了参考现有IEEE802.22协议的灵巧认知无线电中主用户行为决策流程，并通过仿真实验证明所提出的基于Restless Bandits模型的主用户行为决策方法与现有的随机算法和贪婪算法相比，能够更有效、稳定地提高主用户的长期收益。