随着无线通信技术的迅猛发展,日益增长的无线通信需求与有限的无线频谱资源之间的矛盾越来越突出。认知无线电技术为在频谱资源紧缺的情况下提高频谱利用率的构想开创了一个崭新的局面,它允许非经授权的无线通信设备根据一定的学习和决策算法,主动地检测和有效地利用专用授权频段上的空闲频谱资源,从而实现时间、频率和空间的三维频谱复用。其中频谱感知是组成认知无线电网络的重要因素,它通过次级用户主动检测潜在的可利用频谱资源,在不干扰授权用户正常通信的前提下,使用频谱资源,因此提高了频谱的使用效率。论文首先系统的介绍了频谱感知的研究背景和基本理论,并分析了其关键技术、应用方向和应用现状。然后全面介绍了认知无线电网络中频谱感知技术的基本理论,最新的研究结果,并对多种频谱感知算法进行分析和比较,指出现有的各种算法的优点和不足之处,并提出了改进方向。论文首先提出了一种能节省资源的合作式频谱感知算法,将快速检测的思想应用到频谱感知中,在满足相同的检测性能要求同时,减少了所需观测值的数量,从而减少了能源的消耗。此外,对于可以划分成多个子信道的宽带信号,我们提出了一种联合检测方法。利用不同子信道观测值之间存在相关性这个先验信息,提高频谱感知的准确度,并且分析了其对噪声的波动的鲁棒性。论文的最后给出了本课题下一步的研究方向,并分析了快速检测和相关性潜在的研究和应用领域。