短波通信由于具备通信距离长远和网络架设简单等优点而得到广泛应用,随着通信业务的高速增长,当前的短波通信网络正面临着频谱资源日益紧张的难题。认知无线电是当今通信研究领域的前沿技术之一,它可以与周围电磁环境交互并通过改变其自身参数让未授权用户在不干扰授权用户的前提下最大化地分享已分配的频谱,因而能够有效改善短波通信网络的频谱利用率和可靠性。频谱感知是认知无线电中关键技术之一,目前关于频谱感知的研究主要集中在瑞利和Nakagami等衰落信道环境中,而专门针对短波信道的算法研究则起步较晚。因此如何在短波信道下快速准确地实现对主用户的感知,成为现阶段所迫切需要解决的问题。本文的主要研究内容是短波信道环境下的频谱感知技术,文章以Watterson改进模型为基础,研究了单节点和多节点两种频谱感知方案。文中首先从短波信道的特性入手,分析了多径延时、衰落等因素对短波信号的影响,并为后续的感知算法研究提供了Watterson改进模型。其次分析了单节点架构下能量检测和循环平稳特征检测算法,通过仿真得到了传统算法在短波信道下的检测性能,并针对短波信道下存在的噪声不确定性在结合前两种算法各自优点的基础上得出了一种双动态门限算法,算法通过动态门限的自适应调整来达到所需检测要求,仿真结果表明该算法相比原算法能够在保持较小运算复杂度的前提下得到较好的检测性能。针对IEEE 802.22标准中对特征检测的要求,文中结合特征参数得出了一种低复杂度的数字调制信号盲识别算法。最后针对多节点架构研究了多节点协同感知算法,在AND硬判决算法基础上结合节点SNR状态得到了基于SNR可信度和基于SNR加权两种改进算法;在OR硬判决算法基础上结合门限优化得到了双动态门限改进算法,经仿真验证改进算法在同等条件下能有效提高认知网络在短波信道下的检测性能。本文的研究成果有助于未来进一步研究频谱感知算法在短波信道下的性能,可供今后工程应用时参考。