در این رساله، روش جدید پرتوسازی و تخصیص توان جهت استفاده در شبکه¬های رادیو شناختگر مشارکتی با تعداد دلخواه فرستنده-گیرنده ثانویه پیشنهاد شده است که کاربران ثانویه به قیمت مشارکت در ارسال اطلاعات کاربر اولیه اجازه استفاده از طیف فرکانسی را خواهند داشت. الگوریتمی جهت یافتن توان بهینه ارسالی کاربران ثانویه، بردارهای پرتوسازی ثانویه و مشارکتی و همچنین ضریب مشارکت هر کاربر ثانویه ارائه شده است. با فرض داشتن خطا در تخمین ضرایب کانال، در این رساله یک روش پرتوسازی مقاوم با معیار بیشینه کردن کمینه نرخ قابل دستیابی در کاربران ثانویه پیشنهاد شده است که برای شبکه¬های رادیو شناختگر باتعداد دلخواه کاربر اولیه و ثانویه می¬باشد. با استفاده از روابط جبری ماتریسی و نامساوی¬های برنستاین، مسئله نامحدب اولیه به صورت یک مسئله شبه محدب تبدیل شده است. با توجه به شبه محدب بودن مسئله جایگزین، الگوریتمی برای یافتن بردارهای پرتوسازی ارائه شده است. با توجه به اهمیت استفاده از منابع انرژی¬ جدید، ارسال همزمان داده و انرژی در این رساله بررسی شده است. یک روش پرتوسازی مقاوم جهت استفاده در شبکه¬های رادیو شناختگر لینک فروسو ارائه دهنده ارسال همزمان داده و توان به صورت بیسیم پیشنهاد شده است. تعداد کاربران در این شبکه دلخواه می¬باشد. تابع هزینه در این روش بیشینه کردن کمینه نرخ در میان کاربران اولیه و ثانویه است. قیدهایی بر روی حدأقل SINR دریافتی کاربران، تداخل کاربران اولیه، توان دریافتی در کاربران انرژی و امنیت اطلاعات داده در کاربران انرژی لحاظ شده است تا کیفیت شبکه به صورت احتمالی تضمین شود. با توجه به تعداد بسیار زیاد قیدهای در نظر گرفته شده، مدلسازی قیدها به گونه¬ای انجام شده است که میزان محاسبات برای به دست آوردن وزن¬های بهینه پرتوسازی تا حد ممکن کم باشد. در بخش دیگری از این پژوهش، یک روش جدید جهت پرتوسای در شبکه¬های رادیو شناختگر مشارکتی دسترسی چندگانه نامتعامد و ارائه دهنده همزمان داده و انرژی پیشنهاد داده شده است. در این روش، در حالت نبود لینک مستقیم بین فرستنده و گیرنده اولیه، کاربران ثانویه از انرژی ذخیره شده از سیگنال رادیویی استفاده می¬کنند و اطلاعات کاربر اولیه را رله می¬کنند. با استفاده از روابط ماتریسی، مسئله بهینه سازی به صورت یک مسئله شبه محدب تبدیل شده است و الگوریتمی برای حل آن ارائه گردیده است