随着无线服务和设备如移动通信、公共安全、电视广播等的出现，许多频段已经被分配给授权用户，然而调查结果表示这些频谱资源却没有得到充分的利用，如何提高频谱利用率是当前迫切需要解决的问题。 认知无线电技术被认为是解决目前无线频谱低利用率的最佳方案，它是一个智能的无线通信系统，具有环境感知和传输参数自我修改的功能，通过对外界环境的理解实时改变和调整它的内部状态，适应外部无线环境的变化，从而实现频谱共享。 本课题是在教育部重点科技项目“基于信号处理和人工智能的认知无线电关键技术研究”的支持下进行的。论文首先介绍了认知无线电的检测、适应、学习、机器推理等功能和频谱侦测、动态频谱分配、抗干扰技术等关键问题，以及IEEE802.22系统。然后研究了通信环境感知诸如地理位置感知、干扰温度测量、功率水平、调制方式等。 本文重点研究了认知无线电的频谱感知技术。主要研究了能量检测、循环平稳信号的谱相关检测、本地振荡器的能量泄漏检测、双重阶段检测、协同感知等感知方法，分析了各种方法的特点并评价其性能。论文在第三章提出了一种基于无线区域网WRAN的周期脉冲检测法，该检测法是基于WRAN中的电视信号的特征检测，检测信号电视信号解调后的周期性，结构和计算非常简单，在一定的信噪比情况下可以达到较高的正确检测概率。论文在第四章提出了一种改进的协同频谱感知方法，该方法认为某一个频段内协同组的检测信息是互通的，将协同组的感知用户各自的感知信息进行信息融合以提高协同组的检测性能，并进行仿真分析。