认知无线电技术对授权频谱的不干扰“二次利用”可以有效的缓解频谱资源短缺的问题。频谱感知作为认知无线电网络的关键技术,其感知性能的好坏,直接影响认知无线电系统的整体性能。目前,认知无线电在频谱感知技术方面已取得一系列研究成果,但是感知特性引入了认知无线电网络特有的安全问题,如物理层的主用户仿真(Primary User Emulation, PUE)攻击、媒体接入层的自私行为攻击和拒绝服务攻击等。另外,随着认知无线电技术的发展和各种新业务的不断涌现,窄带感知已经不能满足日益增长的可用频谱资源的需求,宽带频谱感知技术应运而生。论文主要针对合作频谱感知过程中的PUE攻击防御和宽带感知技术进行了研究。针对合作频谱感知中可能遭受而未被检测到的PUE攻击,论文进行了重点研究,我们在分析位置相关性对频谱感知的性能影响的基础上,提出了一种基于位置相关性的合作用户选择算法,并采用基于接收协方差矩阵最大最小特征值(Maximum Minimum Eigenvalue, MME)的检测方法进行合作频谱感知。该方法优先选择空间上相对分散的认知用户进行合作,且采用的检测方法能够有效地检测实际环境中的相关信号,从而减缓了漏检PUE攻击对合作频谱感知性能的影响。针对实际环境中宽带频谱先验信息受限的条件下,论文研究了基于压缩感知(Compressed Sensing, CS)的宽带频谱感知技术,提出了一种基于压缩采样的宽带频谱检测方法。该方法采用蒙特卡洛模拟和曲线拟合的实验数据分析方法,对宽带频谱的实际稀疏度进行估计,且采用压缩感知对宽带信号进行重建,最后采用基于能量的双门限判决规则对宽带频谱的占用情况作出判决,从而实现了宽带频谱感知,并提高了感知性能。