认知无线电的动态接入技术能够有效解决当前频谱匮乏的问题,成为无线通信领域的研究热点。频谱感知是实现认知无线电系统的先决条件。本文以某复杂环境下自适应通信项目为依托,展开基于软件无线电平台的快速频谱感知系统的算法研究与设计实现,以达到快速且准确进行感知的目的。首先,针对快速感知和精确感知,分别对基于双门限能量检测的频谱感知算法和基于支持向量机和循环谱特征的频谱感知算法进行研究。基于双门限能量检测的频谱感知算法运算复杂度低,可将处于门限之间的模糊区域的感知能量的判断延迟,来提高感知的性能;基于支持向量机和循环谱特征的频谱感知算法感知准确度高,利用机器学习的思想,可将信号检测建模为分类问题,先统计学习,再预测分类。其次,对系统实现的硬件平台和关键技术进行选择分析及研究应用,并制定系统的总体方案。快速频谱感知系统选择流水式硬件结构和FPGA硬件平台,具备信号处理能力和硬件可重构能力;系统实现的关键技术主要包括高速模数转换器的交织采样技术、高速信号处理的并行处理技术和高速数据传输的PCIE传输技术;系统的总体方案在算法和关键技术的研究基础上进行制定。最后,对系统的建模仿真和各单元的FPGA设计与验证进行详细的阐述。建模仿真验证系统设计实现的可行性;高速模数转换单元、基带信号处理单元、高速数据传输单元分别完成信号的快速采集、处理和传输;感知判决单元分为并行扫描和串行扫描两种感知方式,分别在基于双门限能量检测的频谱感知算法、基于支持向量机和循环谱特征的频谱感知算法的基础上设计实现。本文采用逐级分析的方法对系统的各单元及各模块进行仿真测试与验证,并在软件无线电硬件平台上验证系统功能链路的正确性。