近年来，随着无线通信和业务的快速发展，人们对频谱资源的需求越来越大。然而目前通信行业中由于固定的频谱分配方式，常会导致频谱资源分配不均，甚至空闲浪费的情况，频谱资源越来越紧张。有限的频谱资源和较低的频谱利用率决定了急需一种新的通信方式来缓解上述问题，认知无线电作为一种新的频谱共享技术，它通过感知、学习外界环境，实时改变系统参数，动态监测和有效利用空闲频谱，有效的改善了频谱利用率。其中频谱共享是认知无线电技术的关键步骤之一，主要解决在检测到空闲频谱后，次用户之间如何最大化利用空闲频谱的问题。针对现有的频谱共享算法受信噪比和干扰增益的影响难以有效提高频谱利用率，本文提出一种基于博弈论的功率控制方法，充分利用交互式注水和频分复用的特性实现优势互补，达到降低认知小区间的同频干扰和提高频谱利用率的目的。算法基于简化的两用户博弈模型，依据干扰受限的认知无线环境中不同博弈场景下干扰增益与信噪比之间的关系，提出在低信噪比和干扰增益弱的时候采用交互式注水法，在高信噪比和干扰增益强的时候采用频分复用法。仿真结果表明，该方法有效提高了频谱利用率。由于单次博弈带来的收益并非全局最优解，为了帮助认知用户走出囚徒困境，实现频谱利用最大化，本文提出一种基于重复博弈的频谱共享算法，在算法中采用了博弈论中的触发策略，以得到总收益的帕累托最优解，并分析了贴现因子、发射功率、噪声功率以及收敛指数对频谱共享算法的影响，最后在随机信道下验证了该方法在抗干扰性方面要优于传统的多次博弈算法，并且解决了频谱共享总收益最大化问题。