随着无线应用范围的日益扩展，各种新型无线接入方式不断出现，频谱越发成为稀缺资源。通信需求的满足依赖于传输资源的高效利用。在主从网络共存的场景下，当主用户村杯杓要求很高时，次用户的数据吞吐能力将明显下降，以致无法满足很多无线业务的通信要求，此时有必要通过次用户间或主次用户间的相互协作提高通信性能。因此将协作分集引入到认知无线网络的多用户通信中，深入研究协作传输技术是当前认知无线网络的一个热点。在共享频谱的无线网络中需折衷考虑主次用户个体、不同次用户之间和主次网络整体利益，形成了用户间和网络间的各种博弈。因此博弈论作为一个优化策略被广泛应用于研究杄杓杁和通信网络资源分配与调度等问题。以往无线网络中博弈论研究的主流为非合作博弈。然而，在未来基于协作的认知网络中，无线节点无法独立行使寻路与转发行为，这些任务必须通过合作完成，所以将无线网络节点的行为建模为合作博弈应该更为恰当。全体用户合作的博弈策略，在达到网络性能优化的同时必然增加了网络整体代价，非合作博弈理论仅考虑个体用户的效用也无法达到整体最优，而合作博弈理论，尤其是目前国内外在无线通信网络中研究极少的联盟博弈兼顾了个体理性、联盟理性与整体理性。但联盟博弈理论在无线通信领域似乎还没有引起足够重视，相对于非合作博弈，这方面的已有研究成果所占比重还很小。本文正是基于这一背景开展的研究。　　本文的研究集中在协作频谱共享背景下基于合作博弈论的无线网络协作通信与结盟技术研究这一领域。在深入研究合作博弈、认知无线电及多跳传输技术的基础上，根据具体问题，构建相应的基于合作博弈的频谱共享模型，并基于模型着重研究协作共享动态频谱接入技术和基于认知的协作通信机制与资源调度方案、主次网络间的频谱租赁与共享、无线多跳网络协作激励和无线网络联合信号检测与处理等关键技术，以提高无线频谱利用率并增加通信系统的容量和质量。主要研究内容包括：　　⑴针对认知无线电频谱共享问题，在主用户与多接入感知用户共存的场景下，尝试从策略与技术融合的角度，提出一种动态频谱接入的产权模型实现框架杻频谱租赁分层模型，以寻求频谱效率的突破。该模型中感知用户间竞争接入时采用了分布式非对等机会功率控制；主从网络之间的竞争与协作采用了序贯博弈。对模型的完全信息场景给出了逆向归纳法求解步骤，对不完全信息场景给出了可行的近似求解方案和非对等机会功率控制算法。理论分析与仿真结果显示，该模型为主从网络间的频谱共享提供了一种灵活、有效的途径。　　⑵以共享频谱的无线系统为背景，基于联盟博弈模型研究盲分组多用户检测性能与联盟结构的关系及最佳联盟形成算法。首先从系统指标角度构建了一种多用户检测可转移支付统计博弈模型；然后从用户偏好角度构建了一种不可转移支付模型，揭示了两种模型的特征函数特性及节点联盟收益与通信距离的关系；给出了最大化用户平均吞吐量的多用户检测联盟形成算法，并通过仿真验证了该算法的有效性。　　⑶协作多跳通信可以极大地增加网络吞吐量，而分组转发却可能对中继节点带来能耗或机会损失。因此，多跳传输的有效实现有赖于自私节点之间协作意愿的促成。已有研究大多采用货币或价格激励方式。针对依赖于分组转发的非对称多跳蜂窝网，提出一种无需货币奖励的中继转发激励机制。该机制对于中继节点给预双重补偿，即在联盟之间进行分配的全局激励政策木杉杮杴来杲札杂杅杁朩和各联盟内部的分配规则木杉杮杴杲条札杂杅杁朩。理论分析与数值仿真显示，该激励方案可以在系统连通度木网络覆盖朩及潜在中继的支付、效用和能耗开销之间获得某种程度的折中。这种激励思路尤其适用于那些存在频繁的节点加入与退出的临时性、应急网络场景。