在单纯通过现有的传输技术无法有效解决频谱利用效率偏低的情况下，各种新的思路应运而生，其核心都是如何有效地实现频谱的重用。该领域存在着以下两个基本的研究方向。

一个研究方向是降低信号的功率谱密度来进行频谱的复用，其典型应用就是超宽带（UWB，UltraWideband）技术。FCC定义信号带宽大于1.5GHz或者信号带宽与中心频率之比大于25%的称为超宽带。UWB技术通过采用频谱重叠的方式占用一段极宽的带宽，并严格限制其信号的发射功率，尽可能地减少给现存系统带来的有害干扰，从而实现与窄带信号的共存和兼容，最终达到频谱复用的目的。

另一个研究方向就是采用一种新的频谱管理技术，以达到充分利用频谱的目的。这种思路的基本出发点就是：在不影响授权频段的正常通信的基础上，具有一定感知能力的无线通信设备可以按照某种机会方式来接入授权的频段内，并动态地利用其频谱。由于频谱资源利用率偏低，在空域、时域和频域都会出现对于当前通信冗余的、可以被利用的频率资源，这些频率资源被称为频谱空穴（SpectrumHoles），如图1所示。认知无线电的基本思路就是基于如何有效地利用这些“频谱空穴”。如果一种通信系统中能完成如下的功能：具备认知功能，以“机会方式”接入频谱的次级用户（SecondaryUser）能够通过对频谱的感知和分析，智能地使用空闲频谱并避免对拥有授权频段的主用户（PrimaryUser）形成干扰；而主用户以最高的优先级使用被授权的频段。当主用户要使用授权频段时，次级用户需要及时停止使用频谱，将信道让给主用户，那么当前频谱效率低下的现状将得以大大的改善。认知无线电就是基于这种思路诞生的。

图1“频谱空穴”示意图