近年来，随着无线通信技术的发展，通信网络体系需要更高的数据处理和传输能力。认知无线电(cognitive radio, CR)技术将未被授权用户(primary user, PU)占用的频谱空洞分配给次级用户(secondary user, SU)以提供接入服务，以提升频谱利用率。由于其充分的频谱接入灵活性与极高的频谱利用率，认知无线电已成为无线通信技术发展的新研究热点。中继协作通信技术通过多维资源复用技术，改善通信网络的覆盖性能并提高系统的数据传输效率。协作通信技术利用无线电系统网络中协作用户间的空间分集效应，能够进一步提高通信系统的传输效率、资源分配的公平性以及频谱利用率，协作通信作为认知网络系统中的重要技术组成部分已成为近些年学者们的重点研究对象。本文首先对认知无线电网络中的关键技术以及协作通信技术进行了简单说明。然后按照中继用户对接收信号处理方式的区别，分别从放大转发(Amplify andForward, AF)协作模式和译码转发(decode and forward, DF)协作模式的角度，研究多用户情况下通信网络中基于子载波配对的资源分配算法，通信模型中的中继用户需要发送自身数据。最后在更为复杂实际的情况下对文中算法进行了研究，即认知用户不能成功获得非相邻信道状态信息(channel state information, CSI)，这种情况在实际应用中更为常见。对最大总和(max-sum)、最大最小(max-min)以及比例公平(max-pro)等三种资源分配准则下的系统性能进行对比分析。根据算法的仿真结果，对系统效率与资源公平性之间的权衡关系以及提出的资源分配算法性能进行了深入研究分析。仿真结果表明，相比于max-sum和max-min公平性准则，系统在比例公平性(max-pro)准则下所获得的系统传输效率与资源分配公平度之间的关系更加均衡。从资源分配公平度和系统效率两个维度，对文中新资源分配算法与其他算法进行对比分析，仿真结果表明提出的新资源分配算法优于其他几种资源分配算法。