认知无线电和认知无线网络在21世纪初期得到了广泛的重视。作为一个新生事物,认知无线网络能够有效地解决日益增长的通信需求和稀缺的频谱资源之间的矛盾。虽然近年来国际上关于认知无线网络的研究涌现出了大量的成果,也组建了很多实验性质的认知无线网络平台,但是小范围、短距离、区域性的认知无线网络技术的研究还没有得到普遍的重视。基于当前的研究状况,本文的目标着眼于设计一种小型的认知无线网络。本文在研究了认知无线网络关键技术的基础上,主要进行了以下几项工作：1、探讨了具有小范围、短距离、区域化性质的小型认知无线网络的主要特征和研究重点。2、设计了一种适用于小范围低数据量通信的小型认知无线网络。该小型无线网络以能量感知为频谱感知技术,采用集中式控制、分布式感知、点对点通信的架构形式,并使用了一种全新的动态公共控制信道选择方法。3、制订了一套基于程序复杂度、平均通信成功率、平均公共控制信道建立时间等参数的网络性能评价体系,利用该体系对网络性能进行了评估。用网络行为仿真软件OPNET建立基于该方法的完整的系统模型和仿真环境,根据仿真结果设计了基于“通信成功率”和“公共信道建立时间”加权的通信质量优化方案,提出了相应的归一化性能函数,并以此为基础确定了优化预设公共控制信道数目这一主要参数。4、研究了通信策略和通信协议设计、硬件选型设计和程序代码编写、网络调试等内容,建立并调试成功一个小型认知无线网络实验平台。小型认知无线网络平台采用MSP430F2418作为主控芯片,以nRF905为射频芯片。以此平台为基础,可以继续进行无线感知算法,通信协议设计,异构网络接口,多跳网络智能路由,数据加密等深层次的理论研究和实践。经过多次的实验,本文所设计和组建的认知无线网络在物理量数据传输和文本数据传输方面均可以满足要求,基本达到了目的。文章的最后还指出了本文研究的不足之处,并讨论了未来的改进措施和进一步升级的方向。