随着无线通信技术的发展,非授权频谱资源竞争愈演愈烈。与此同时,大量的实验资料显示,相当数量的授权频段的频谱利用率非常低。显然,频谱资源危机的出现以及较低的频谱资源利用率将会成为限制未来无线通信技术发展的瓶颈。此时,认知无线电凭借机会频谱接入方式可以实现频谱资源的共享而备受大家关注。当然,认知无线电技术开展的前提是要保证授权频段上主用户的正常通信不受干扰,因此,频谱感知技术成为认知无线电后续执行与决策的关键。为了进一步提高频谱检测的可靠性,人们提出了协作频谱感知技术。另外需要注意的是,有研究证明,当认知用户与基站之间的反馈信道条件较差时,协作频谱感知技术在系统检测性能方面没有明显优势。由于实际的反馈信道一般是非理想的,所以我们本文的研究主要基于非理想反馈信道条件。在比较系统地学习了认知无线电的协作频谱感知技术之后,本文根据目前协作频谱感知热点技术进行了改进和创新,给出了较详细的系统理论分析和大量性能的仿真对比。主要工作如下：第一,基于带宽受限的分簇协作频谱感知技术的研究。考虑到控制信道带宽受限的影响,我们采用双门限能量检测方案只允许检测信誉度高的认知用户参与簇内检测结果的反馈,降低了频谱感知中传输的平均感知比特数。之后我们给出了系统检测性能的计算分析以及检测结果传输比特的公式推导,并仿真验证基于带宽受限的分簇协作频谱感知方案用较小甚至可忽略的系统检测性能损失来有效削弱系统整体对控制信道带宽的需求。第二,基于空时编码方案的鲁棒性多用户协作频谱感知技术的研究。考虑到系统检测性能受到参与空时编码的虚拟分组内交互信道条件的影响,我们提出鲁棒性分组方案来克服固定临近分组的局限性,即充分利用认知用户之间的交互信道互传检测结果的误码率来选择虚拟分组。在本文中,我们给出了鲁棒性分组方案的实施流程图,并通过仿真验证了该方案对实际的信道环境更加具有鲁棒性。第三,基于不同检测时间的协作频谱感知技术的研究。为了充分利用认知用户等待反馈时隙的静默时间,我们提出基于不同检测时间的协作频谱感知技术,通过提高检测时间的有效性来提高系统检测性能。此外,充分考虑检测性能提高对增加检测时间的灵敏度受检测信道状态的影响,我们依据检测信道条件运用不同的检测时间进行频谱感知,以避免不必要的能量消耗。仿真分析证明,新方案提高了系统检测性能。