频谱检测是认知无线电中的关键技术之一。实际通信环境中，由于各种衰落的影响，接收信号的信噪比可能很低。联邦通信委员会（FCC）规定至少在接收信号信噪比为-18dB下进行频谱检测。为保证认知无线电网络的安全性及最大化对主用户的保护，进行低信噪比下的频谱检测的研究才能真正意义上有助于认知无线电网络在现实中的应用。本文从低信噪比下的频谱检测技术着手，通过寻找最优检测门限的方法，设计出一种利用能量检测算法，可以达到IEEE802.22标准对于检测时间和检测概率要求的检测方案。然后，通过使用多用户协作融合的方法，验证出多用户协作检测可以降低检测时间，提高检测性能。随后，本文研究了基于谱相关的频谱检测技术，针对现有的基于谱相关的频谱检测算法中周期图法谱估计精确度较低的缺点，给出了一种基于最小方差无失真响应（MVDR）谱的改进的谱相关频谱检测算法。仿真结果表明，对于两种电视信号，给出的算法的检测性能都优于基于周期图法的谱相关检测算法，同时通过分析算法的复杂度得出能够满足IEEE802.22标准对于检测时间的要求。最后，针对现有的基于周期图法的谱相关检测算法不能解决多认知用户下的频谱检测问题，综合考虑系统的检测概率和感知时间等因素，给出了一种基于Levison-Durbin算法的谱相关检测算法。仿真表明，在多认知用户条件下，所提算法性能略低于基于MVDR谱的算法，但所提算法将更能满足频谱检测对于实时性的要求。