随着无线通信网络及其应用服务的飞速发展，无线频谱资源严重紧缺的现状已成为实现高性能无线通信服务的最大障碍，而无线频谱固定分配管理机制又造成大部分频谱资源处于低利用率状态。认知无线电能够动态地利用时间和空间上暂时空闲的频谱资源，因此，被认为是未来实现动态频谱接入、解决频谱资源匮乏问题的关键技术。频谱感知是认知无线电的核心技术之一，是认知系统的基本功能，是实现频谱管理、频谱共享的前提。认知无线电作为新兴的动态频谱接入技术，对授权频段占用状态的实时监测和跟踪是认知环节中最根本、最重要的先决环节。由于次级用户接入授权频段时相对于授权用户的从属地位，要求次级用户尽可能少地对授权用户产生干扰。因此，研究高性能、最优化、易实现的频谱感知技术具有十分重要的意义。本课题以认知无线电为背景，重点对宽带频谱感知进行深入研究。在分析总结传统频谱感知技术优缺点的基础上，借助Gerschgorin圆盘理论以及偏移系数理论对宽带感知技术展开研究，主要工作如下：①提出基于Gerschgorin圆盘理论的宽带频谱感知算法：Gerschgorin似然估计算法和Gerschgorin圆盘半径估计算法通过引入Gerschgorin圆盘理论实现频谱观测数据空间中噪声圆盘空间和授权用户圆盘空间的准确分离，并基于对授权用户所占用子频带集合势的估计，实现对宽带授权频谱中子频带状态的实时监测。Gerschgorin似然估计算法提高了信息论准则算法的感知性能；Gerschgorin圆盘半径估计算法与传统能量感知相比，其优势在于对信号先验信息的依赖性较低，且受采样次数的限制较小。因此，基于Gerschgorin圆盘理论的感知算法可为宽带感知提供可实现的算法实施方案。②提出基于偏移系数的最优协作宽带频谱感知方案通过认知无线电网络中次级用户之间的相互协作，为认知网络的宽带频谱感知提供空间分集，利用融合中心融合多个次级用户的宽带感知数据来获取最优权重，并生成全局检测统计量，最终使用全局阈值完成感知判决。由于所提出的感知方案在获取最优权重的过程中，或需要精确地估计授权用户的信号强度和噪声方差，或感知性能不足。因而，提出更易实现的改进感知方案，有效地降低了对先验信息的依赖度，提高了协作宽带频谱感知的性能。