认知无线电通过对周围无线环境的实时检测,在不影响频段的授权用户正常通信的前提下利用空闲频段进行通信,能够比较好地缓解频谱资源紧缺的问题,有效提高频谱资源的利用率。本文首先从阐述认知无线电的相关理论入手,描述了认知无线电的产生背景、概念、关键技术和发展状况,介绍了认知无线电的频谱感知功能,并对认知无线电频谱感知系统的硬件平台中使用到的相关技术：信号采样理论、多速率信号处理技术、数字下变频理论和PCI总线标准进行了分析和探讨。在这些理论的基础上,接下来对认知无线电频谱感知系统硬件平台进行了总体设计,着重对数字下变频器进行了设计,包括对带通采样速率和各种数字滤波器的设计,并在Matlab软件中对带通采样和数字下变频器进行了仿真。在前文的基础上,完成了对认知无线电频谱感知系统硬件平台整体功能模块和各个关键模块的具体设计及开发,包括射频模拟前端、中频放大电路、AD采样电路、数字下变频器和PCI接口的实现。硬件平台采用多次变频超外差接收机结构,通过射频模拟前端接收并模拟下变频信号到中频信号,由中频放大电路对信号进行放大,接着模数转换器对信号进行带通采样,通过FPGA实现的数字下变频器进行抽取滤波并通过PCI接口将数据传送至工控机。论文在对认知无线电频谱感知功能的理论和实现进行了研究的基础上,提出了一种认知无线电频谱感知系统硬件平台的设计方案,该方案充分体现了认知无线电的可重配置性和频谱感知特性,容易实现,便于配置,可以方便进行升级。