随着无线通信技术的发展，频谱资源的使用日益频繁，无线频谱的紧缺成为限制无线通信发展的新瓶颈。认知无线电技术能够感知频谱环境，根据频谱环境的变化实时地调整传输参数，在不干扰授权用户的条件下使用空闲的授权频谱，从而有效解决频谱资源缺乏的问题，成为近年来无线通信领域的一个研究热点。本文以认知无线电基本理论为指导，设计并使用USRP软件无线电平台实现了一种多小区认知无线电通信演示系统，将频谱感知、频谱分配、频谱切换等认知无线电关键技术融入实际通信系统之中，通过对频谱资源的有效管理和利用，提高频谱利用率。本文首先简要介绍了认知无线电技术的研究现状及基本原理。其次，通过对现有的认知无线电系统的研究和分析，设计出了多小区认知无线电通信演示系统的具体实现方案，并使用USRP软件无线电平台和GNU Radio软件包对该方案进行了实现。最后，通过实际的系统工作测试，验证了设计方案的可行性。实现后的系统为认知无线电技术的理论研究提供了可实际验证的平台。