با پیشرفت روزافزون مخابرات بی سیم و افزایش روزافزون تعداد کاربران در چند دهه اخیر، دیگر سیاست فعلی تخصیص طیف جواب گوی نیازمندی های موجود نیست. بدین منظور ایده اولیه شبکه های رادیو شناختی در جهت افزایش بهره وری طیفی مطرح شده و تاکنون توجه بسیاری از محققین را به خود جلب نموده است. در شبکه رادیو شناختی، کاربران پارامترهای فرستندگی و گیرندگی خود را به نحوی تنظیم می نمایند تا با حداقل تداخل با کاربران دیگر، از طیف های خالی موجود استفاده نمایند. بنابراین، سنجش مطمئن طیف به عنوان مهم ترین عامل تحقق عملیاتی شبکه رادیو شناختی است که می بایست به صورت بهینه ای با توجه به منابع موجود صورت پذیرد. اما عوامل محیطی همچون اثرات فیدینگ و سایه، عملکرد سنجش طیف را بشدت پایین می آورند. در این پایان نامه، اثر سایه همبسته را در هر دو کانال سنجش و ارسال بررسی می نماییم و نشان می دهیم که با توجه به وجود چنین همبستگی بین مشاهدات در شرایط محیطی واقعی، لحاظ کردن این اثر ضروری است. همچنین با در نظر گرفتن عدم قطعیت در تخمین توان نویز، اهمیت آن را در تعیین عملکرد سنجش طیف، مورد تحلیل قرار می دهیم. در نهایت در این پایان نامه، ساختار عملی تری را در سنجش طیف نسبت به موارد پیشنهاد شده قبلی مورد بررسی قرار می گیرد و با ارائه راهکارهای مناسب، سعی بر بهبود عملکرد ساختار مورد بررسی داریم. در این پایان نامه، در قالب دو رویکرد ارائه شده مبتنی بر سنجش مشارکتی طیف و در شرایط کانال سایه، به بهینه سازی ساختارهای ارائه شده می پردازیم. در رویکرد اول، هدف تعیین توان ارسالی کاربران ثانویه به منظور کنترل هم زمان توان کل و تک تک کاربران به همراه کنترل احتمالات آشکارسازی و هشدار اشتباه است. در رویکرد دوم، بهینه سازی در ترکیب مشاهدات دریافتی در مرکز ترکیب صورت می پذیرد و همچنین در محاسبه ضرائب از معیار نسبت انحراف برای کاهش پیچیدگی استفاده می شود. شبیه سازی های انجام شده بهبود عملکرد رویکردهای پیشنهادی را در مقابل رویکردهای موجود نشان می-دهند و همچنین نشان داده شده است که افزایش کاربران مشارکت کننده باعث بهبود بیشتر عملکرد می-شود. همچنین در شبیه سازی ها نشان داده شده است که ساختار سنجش طیف برای راهکارهای پیشنهادی با استفاده از تئوری بهینه سازی عملکرد به مراتب بهتری نسبت به روش های متداول دارد.