不断持续增长的无线业务使得无线频谱的需求持续增加,同时有研究表明现有的频谱并未得到充分利用,这就出现了频谱分配和频谱需求之间的矛盾。认知无线电的出现将会有效的解决频谱短缺问题,而且已成为无线通信中的一个热点。认知无线电通信的一个重要前提是感知无线环境中的频谱空洞,即频谱感知。为了克服无线信道中由于衰落等原因造成的频谱感知性能下降,协作频谱感知引起学者们的广泛关注。目前的协作频谱感知算法都假定在频谱感知周期内认知用户保持静默,但是在实际应用中,除主用户发射的公共频谱之外,还有来自其它认知用户的局部频谱。本文主要研究主用户与认知用户同时辐射信号时的宽带频谱感知问题,提出了相应的算法,具体研究工作如下：首先,本文介绍了认知无线电的基本概念和研究现状,研究与分析了当前的频谱感知技术,特别是协作与宽带频谱感知技术。在此基础上,深入研究了认知无线电中的宽带频谱感知中存在的问题。其次,本文介绍了压缩感知技术以及该技术在宽带认知无线电频谱感知中的应用。最后,本文提出了一种交替式的分布式协作宽带频谱压缩感知算法,拟解决主用户与认知用户同时辐射信号时的频谱感知问题。本算法将压缩感知技术引入认知无线电的频谱感知,利用认知网络中的一跳范围内认知用户之间信息交互的加权平均作为频谱感知算法的约束,通过求解一致优化问题估计频谱,降低了认知无线电网络中的频谱感知的通信代价与计算复杂度。同时为了提高频谱感知性能,有效的分离主用户与相邻认知用户的频谱,本文采用了一种交替式频谱估计方法。又考虑到主用户频谱与认知用户的频谱之间的正交性,在交替式频谱估计方法中,引入主用户和认知用户频谱之间的正交性约束来提高频谱估计的准确性。最后进行了仿真实验,验证了本文提出算法的有效性以及算法收敛性。