认知无线电(CR)是一种能够智能感知周围环境,并动态地做出系统参数调整,从而适应环境变化的通信技术。随着无线通信的发展,频谱资源变得日益匮乏,而利用CR技术可以很好地解决这个问题。但是,CR频谱共享中次用户(SU)对主用户(PU)造成了严重的干扰,干扰对齐(IA)可以解决这一问题。IA能够通过发射端联合处理,将干扰重叠投影到接收端一半的子空间中,另一半无扰子空间用于数据传输,但是其中仍存在着某些信道状态下接收信号的信干噪比(SINR)较低的问题。因此,本论文针对CR网络中的频谱感知和频谱共享中的干扰管理问题展开研究。具体完成如下工作：(1)分别对频谱感知中基于能量检测的协作频谱感知算法和基于熵的频谱感知算法进行了基于现场可编程门阵列(FPGA)的设计。在基于熵的感知算法设计中,应用了一种新型基于频谱功率密度熵的检测器,而非传统基于频谱幅度熵的检测器,降低了FPGA设计的复杂度,节省了硬件资源。由FPGA设计和Matlab仿真而得到的比较结果可知：所设计的两种算法具有较好的检测性能。(2)将IA应用到填充式频谱共享中来消除网络的干扰,建立了PU和SU的通信时间准则,给出了一种基于吞吐量之比的时间分配机制。在此基础上,提出了基于博弈论的时间资源拍卖机制,并对所提出的机制进行了仿真验证。结果表明：系统资源得到了有效利用,整个网络的通信得到了平衡。(3)针对IA在某些信道状态下SINR严重下降的问题,给出了用户分组在固定和随机情况下基于频谱调度的IA优化方法。在此基础上,提出了基于频谱调度的IA下垫式频谱共享算法,定义了下垫式频谱共享系统的目标函数,分析了所提出算法的性能和计算复杂度,并进行了仿真验证。结果表明：基于频谱调度的IA下垫式频谱共享算法能够在CR网络的频谱共享中得到有效应用,并可以有效提升PU和SU的性能或PU的性能。