Učinkovito upravljanje radiofrekvencijskim spektrom kao ograničenim prirodnim resursom ima važnu ulogu u razvoju radijskih komunikacija. Spoznajni radio predstavlja jednu od tehnologija predloženih radi povećavanja učinkovitosti uporabe frekvencija. Dodjeljivanje frekvencija jedan je od ključnih koraka učinkovitog upravljanja radiofrekvencijskim spektrom i osnovni element uspjeha koncepta spoznajnog radija. U disertaciji predložen je cjeloviti koncept upravljanja frekvencijama u spoznajnom radiju uporabom računalnih resursa u oblaku. Spoznajni radio rasčlanjen je na funkcije i procese koje se virtualiziraju i razdvajaju od radijskog terminala odnosno osnove radijske postaje te ostvaruju pomoću distribuiranih specijaliziranih modula u oblaku. Nadalje, predložena su unaprjeđenja grafa smetnji uvođenjem dodatnih elemenata, mjera zasićenosti radijske veze iskorištenim frekvencijama i novi algoritmi za dodjeljivanje frekvencija u spoznajnom radiju. Frekvencije se dodjeljuju primjenom poboljšane metode sekvencijalnog bojanja grafova s ciljem smanjenja međusobnih smetnji i povećanja podatkovne propusnosti sekundarne spoznajne radijske mreže. Djelotvornost predloženih algoritama ocjenjena je usporedbom s algoritmima iz literature pomoću računalne simulacije radijskih mreža. Upravljanje frekvencijama uporabom računalnih resursa u oblaku predstavlja cjelovito, fleksibilno, distribuirano i modularno rješenje za složeni problem upravljanja ograničenim frekvencijskim resursima pri čemu je arhitektura spoznajnog radijskog terminala značajno pojednostavljena uz zadržavanje svih funkcija. Predloženi koncept upravljanja frekvencijama omogućava postupni prijelaz od statičkog i administrativnog upravljanja frekvencijama prema automatiziranom upravljanju frekvencijama i samostalnom sustavu gospodarenja frekvencijama koji je pogodan za moderne sustave radijskih komunikacija. Uvođenje osjetljivosti na smetnje u predloženim algoritmima dodjeljivanja frekvencija s modeliranjem istokanalne smetnje i smetnje na susjednom kanalu, te uvođenje težina bridova i kategorizacije smetnji značajno doprinosi učinkovitosti uporabe radiofrekvencijskog spektra kod spoznajnih korisnika. Spoznajne radijske mreže koje upotrebljavaju predložena proširenja grafa smetnji i algoritme dodjeljivanja frekvencija u spoznajnom radiju imaju značajno manje razine smetnji prema drugim korisnicima, upotrebljavaju manje frekvencija i mogu spojiti veći broj spoznajnih korisnika, ostvaruju veću podatkovnu propusnost i ravnopravnost raspodjele kapaciteta te su kvalitativno i kvantitativno bolji po svim mrežnim metrikama od referentnih algoritama.