Joseph Mitola III博士于1999年提出了认知无线电(Cognitive Radio,CR)的概念,认知无线电是在不改变现有的频谱分配的基础上,对频谱进行动态的二次分配,这样就有效的提高了频谱的利用效率。认知无线电技术是一项比较复杂的技术,其研究的主要内容有频谱感知、动态频谱共享和管理以及功率分配等技术。在认知无线电中频谱感知技术是基础,目前,基于授权用户发射机检测的单节点频谱感知方法主要有匹配滤波器法、能量检测法和循环平稳特性法。因此,本文对频谱感知算法进行了深入研究。首先对能量检测算法和熵检测算法进行了深入研究。针对经典的能量检测算法检测性能不好,抗噪声不确定性能力极差的缺点,提出了一种改进的能量检测算法,该算法提高了检测性能,尤其是提高了抗背景噪声干扰的能力,即噪声不确定性。在Matlab中进行了仿真,仿真结果表明,提出的改进的能量检测算法抗背景噪声能力特别强。然后,针对基于熵检测的频谱感知算法,分析了噪声的熵值具有不变性的特点。对原有的基于熵检测的频谱感知算法进行了改进,改进后的算法在保持原来检测性能的基础上,减小了原来算法的计算量。此外,对经典的能量检测算法、改进的能量检测算法以及基于熵检测的频谱感知算法的检测性能和抗背景噪声能力进行了仿真比较,实验结果表明,改进的能量检测算法的检测性能最好,而抗背景噪声能力与基于熵检测的频谱感知算法相当,但是都比经典的能量检测算法好很多。最后,对基于经典的能量检测算法和基于熵检测的频谱感知算法,进行了协作频谱感知的研究。仿真结果表明,当检测概率大于0.9,检测用户数为8时,基于熵检测的频谱感知算法的协作检测的性能比单节点的熵检测算法提高了至少5dB。