近年来,以认知无线电为代表的动态频谱接入技术为当前频谱资源利用率偏低的问题提供了行之有效的解决办法,为解决有限的频谱资源与日益增长的用频需求这一突出矛盾指明了一条便捷且有效的途径。认知无线电技术将网络中的用户划分为拥有频谱优先接入权限的授权用户和具有较低权限的认知用户,其基本原则是要求认知用户在不干扰授权用户正常通信的情况下动态接入频谱,从而提高频谱利用率,应用该技术的前提条件就是认知用户对于时间域和空间域上频谱空洞的准确感知。本文以认知无线网络中时间域的频谱感知技术为主要研究对象,首先回顾了频谱感知技术的理论基础——信号检测技术,并在改进现有能量检测器的基础上提出了一种基于双门限能量检测方法的协作频谱盲感知技术；进而对能量检测方法中基于中心极限定理使用高斯分布逼近卡方分布时的近似误差进行了详细的分析；随后利用时间序列分析理论建立了基于实际移动通信网络运行数据的授权用户频谱占用行为模型,即时谱模型,并基于该模型对授权用户未来的频谱占用情况进行了预测；然后根据以上研究基础设计出一种间歇式节能频谱感知技术；最后给出了全文总结和后续工作展望。本文主要取得如下研究成果：(1)在改进现有协作频谱感知技术的基础上提出了一种基于双阈值(门限)能量检测的协作频谱感知方法,该方法在认知用户的能量检测器中设置两个门限,认知用户根据接收信号能量落入的判决区域决定向判决中心发送局部判决结果或接收信号能量值。该方法同时利用了认知用户的接收信号能量和局部判决结果两种信息,判决中心对以上两种信息进行融合后做出授权用户存在与否的最终判决。分析结果表明当接收信号能量落入延迟判决区间的概率较大时,本方法能够显著地改善认知无线网络的协作频谱感知能力。(2)针对当前许多研究者在能量检测器中使用高斯分布代替卡方分布进行理论分析的情况,深入研究了进行以上逼近时的近似误差。通过建立两个误差评价函数——归一化均方误差函数(NEF)和绝对误差函数(AEF),分别对整体和具体的近似误差进行了分析。数值仿真的结果显示,不论授权用户是否占用频谱,只要卡方分布的自由度大于或等于3时,近似误差已经处于可以接受的范围之内；并列出了当近似误差最小时对应的卡方分布概率值,有助于随后的研究者在进行同样的近似时选取最佳的概率区间进行研究。(3)为了分析授权用户的频谱占用情况,改善频谱感知算法的检测性能,本文对现有GSM移动通信网络中载频级的占用时长数据进行了详细的讨论和分析,基于采集自实际网络中的载频占用时长数据建立了描述GSM网络授权用户频谱占用行为的数学模型,并讨论了针对该指标的两种建模方法——直接法和间接法,最后使用各载频对应的数学模型对其未来的占用时长情况进行了预测。基于实际数值的研究结果表明本文建立的数学模型能够对未来一小时内授权用户的频谱占用情况作出较为准确的预测。(4)利用本文先前的两项研究结果——双门限能量检测方法和授权用户频谱占用模型,提出了一种能够节省认知用户能耗的间歇式频谱感知策略。使用该策略的认知用户通过预测授权用户未来的频谱占用时长来决定静默期的长度,在预设的静默期内保持休眠,从而降低自身能耗。基于实际载频平均占用时长数据的仿真结果表明,该策略可以在几乎不影响频谱利用率的情况下为认知用户节省约6%的能量消耗。综上所述,本文研究了在未知授权用户先验信息情况下的频谱盲感知技术,以及已知授权用户频谱占用模型时的间歇式频谱感知策略,主要关注于提升认知用户的感知能力,降低能量消耗,从而更加有效地利用有限的频谱资源,提高频谱利用率。论文的研究工作有助于设计更加有效的频谱感知方法和策略,并为授权用户的用频行为建模提供了切实可行的研究思路和路线。