Vô tuyến nhận thức lần đầu tiên được nhắc đến bởi Mitola và Gerald Maguire [40], trong đó vô tuyến nhận thức được định nghĩa là một bộ vô tuyến trên nền tảng phần mềm (Software Defined Radio) thúc đẩy sự linh hoạt các dịch vụ vô tuyến cá nhân. Khái niệm về vô tuyến nhận thức vẫn đang được phát triển trong công nghiệp, nghiên cứu hàn lâm và các tổ chức chuẩn hóa. Vô tuyến nhận thức được giả thiết là một thiết bị vô tuyến có khả năng tái cấu hình và tương thích một cách có ý thức với các yêu cầu truyền thông của người sử dụng
cũng như với các chính sách và các mạng khác nhau [53].
Nói cách khác, vô tuyến nhận thức là một dạng của truyền thông vô tuyến trong đó bộ thu phát có thể phát hiện trạng thái của các kênh truyền thông có đang bị chiếm dụng hay không để từ đó lựa chọn sử dụng các kênh rỗi và tránh các kênh đang bị chiếm dụng [25]. Điều này làm tối ưu hóa việc sử dụng phổ tần số vô tuyến sẵn có trong khi tối thiểu hóa nhiễu gây ra cho người dùng khác. Đây là một lược đồ truyền thông vô tuyến khi các tham số thu và phát của mạng được thay đổi để tránh gây ra nhiễu với các người dùng được cấp phép hoặc không cấp phép.
Hố phổ (Spectrum hole) [65] như minh họa trong Hình 1.1 là một dải tần số được cấp phép cho người dùng sơ cấp (Primary User), nhưng tại một thời điểm cụ thể và một vị trí địa lý cụ thể, dải tần này chưa được sử dụng bởi người này. Khái niệm hố phổ có thể được tổng quát hóa là cơ hội truyền dẫn trong không gian phổ vô tuyến. Không gian phổ vô tuyến là một không gian có nhiều hơn ba chiều (hyperspace) bị chiếm dụng bởi các tín hiệu vô tuyến gồm có tọa độ của vị trí, góc đến, tần số, thời gian, năng lượng và một số các tham số khác [7]. Một bộ vô tuyến dựa trên khái niệm vô tuyến nhận thức có khả năng cảm nhận và hiểu môi trường vô tuyến xung quanh mình để xác định các hố phổ trong không gian phổ, và tự đưa ra quyết định về cách mà nó truy cập phổ và theo đó tương thích truyền dẫn của mình.