La radio cognitive est une technique prometteuse pour l'utilisation efficace du spectre. Elle doit surveiller l'activité dynamique dans le spectre du primaire et adapter la transmission des utilisateurs secondaires pour une meilleure allocation des ressources spectrales. La détection spectrale aveugle et l'allocation des ressources pour la radio cognitive sont traitées dans cette thèse. L'objectif de la première partie de cette thèse est de voir si la sélection des modèles ou l'estimation de la dimension spatiale du signal primaire ainsi que la théorie de l'information et les mesures de distance pourraient être utilisés pour améliorer les performances de détection du spectre d'une manière aveugle et dans des zones à faible rapport signal à bruit. Grâce à un effort de recherche approfondie, deux nouvelles méthodes de détection basées sur l'analyse de la distribution et l'estimation de la dimension du signal primaire reçu ont été proposées et analysées. La deuxième partie de cette thèse présente et analyse deux stratégies de sélection d'utilisateurs secondaires basées sur la probabilité outage. La première stratégie explore l'idée de combiner la diversité des gains multi-utilisateurs avec des techniques de partage spectrale pour essayer de maximiser la somme des capacités des utilisateurs secondaire tout en maintenant la probabilité outage de l'utilisateur primaire non dégradée d'une manière distribuée. La deuxième stratégie traite le problème de beamforming dans le contexte de la radio cognitive pour un système d'utilisateurs secondaires MIMO et propose une méthode de sélection d'utilisateurs basée sur la probabilité outage.