2003年，美国联邦通信委员会（FCC）给出了认知无线电的狭义定义，即认知无线电是指能够通过与工作环境交互，改变发射机参数的无线电设备，其主体可能是软件无线电，但既没有软件也没有现场可编程的要求。 就广义而言，认知无线电以灵活、智能、可重配置为显著特征，通过感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，有目的地实时改变某些操作参数（比如传输功率、载波频率和调制技术等），使其内部状态适应接收到的无线信号的统计变化，从而实现任何时间、任何地点的高可靠通信，以及对异构网络环境下有限的无线频谱资源进行高效地利用。 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高，对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的瓶颈；另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。因此，人们提出采用认知无线电（CR）技术，通过从时间和空间上充分利用这些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。认知无线电的主要出发点就是使无线用户之间实现频谱资源共享。 认知无线电应该具备以下主要特征： （1）认知能力。认知能力使认知无线电能够从其工作的无线环境中捕获或者感知信息，从而可以标识特定时间和空间的未使用频谱资源（也称为频谱空洞），并选择最适当的频谱和工作参数。 （2）重构能力。重构能力使得认知无线电设备可以根据无线环境动态编程，从而允许认知无线电设备采用不同的无线传输技术收发数据。可以重构的参数包括:工作频率、调制方式、发射功率和通信协议等。重构的核心思想是在不对频谱授权用户产生有害干扰的前提下，利用授权系统的空闲频谱提供可靠的通信服务。一旦该频段被频谱授权用户使用，认知无线电有两种应对方式：一是切换到其他空闲频段通信；二是继续使用该频段，但改变发射频率或者调制方案避免对频谱授权用户的有害干扰。
