随着移动通信的发展,频谱资源紧缺和频谱利用率低等问题日益凸显,频谱共享技术被认为是解决这些问题的候选技术之一。为了实现认知用户与授权用户之间高效的频谱共享,认知无线电系统需要进行用户之间信道增益估计和稳健频谱感知。因此,信道增益估计技术和稳健频谱感知技术是实现频谱共享的重要技术。本文主要研究了认知无线电中的信道增益估计方法和稳健频谱感知方法,主要贡献如下:1、提出了一种主信道增益和交叉信道增益联合估计方法。首先,建立了授权用户的双跳中继系统模型,其中认知用户作为中继节点;然后,分析了授权用户发射机的发射功率与认知用户发射机的发射功率之间的关系,并给出了解析表达式;最后,利用上述发射功率之间的关系,提出了一种主信道增益和交叉信道增益的联合估计方法,并推导分析了所提方法的理论性能。2、提出了一种对噪声功率不确定性稳健的能量检测法。首先,基于OFDM信号的协方差矩阵具有稀疏性这一特征,推导得到似然比检验在低信噪比时与能量检测法近似等效;然后,针对噪声功率不确定性问题,从分析接收信号功率、噪声功率和接收信号的自相关系数之间的关系入手,提出了一种不需要先验信息的无偏噪声功率估计方法;最后,提出了一种对噪声功率不确定性稳健的能量检测法,并推导了理论性能的解析表达式。3、基于通用软件无线电外设(USRP)和开源软件无线电(GNU Radio)搭建了一套OFDM通信实验系统。利用该系统产生的实验数据验证了一种稳健频谱感知方法。实验结果表明,该方法能有效估计噪声功率并对噪声功率不确定性稳健。