随着无线通信技术、宽带多媒体技术及互联网技术的飞速发展，无线通信支持的业务不断增多，导致人们对电磁频谱资源的需求量越来越大。然而，现存的可用频谱资源并未得到充分利用，无论是在时间上还是在空间上，都存在着不同程度的闲置。传统的无线通信系统主要基于资源独立优化的体系框架及静态频谱的管理模式，在此基础上发展起来的通信技术已逐渐受到制约，无法提高频谱的使用效率。为了有效的解决现有技术对频谱使用效率的限制，从根本上提高无线频谱的使用效率，需建立一套新的宽带无线通信理论，该理论可以根据无线频谱的使用情况伺机地选取空闲频谱，并在与其他用户互不影响的条件下利用空闲频谱进行通信。认知无线电（Cognitive Radio, CR）作为一种新型的智能通信技术，可以主动检测并使用授权频谱中未被使用的频段，为解决频谱资源紧张与频谱利用率低等问题提供了新的技术支持。CR技术可以对不断变化的无线传输环境进行感知与监测，并利用人工智能理论对环境进行学习，通过实时改变系统的特定参数，使CR设备适应接收信号的变化，从而实现随时随地都能够高可靠通信，并有效利用频谱资源的目的。因此，CR技术为通信管理者和运营商提供了新的频谱使用模式，各种基于CR的动态谱接入（Dynamic SpectrumAccess，DSA）技术也应运而生。变换域通信系统(Transform Domain Communication System, TDCS)作为具有认知特性的动态谱接入技术之一，近年来受到广大学者的关注。一方面，它能感知快速变化的无线通信环境，及时发现频谱空穴并加以利用；另一方面，它根据通信环境的统计特征自适应地改变系统参数，设计具有低截获特性和低检测特性的通信波形。在不干扰其他用户的情况下，TDCS可以实现用户对频谱资源的动态接入与共享。本文从动态谱接入的角度出发，对TDCS的基本理论、频谱接入与基函数生成算法、相位编码算法、调制与解调算法以及多径衰落信道下的信号检测算法等关键技术进行研究，所做的主要工作及研究成果如下：（1）系统地阐述TDCS收发机的基本框架，对各模块的功能与原理进行详细的分析。在此基础上，对TDCS的调制与解调技术进行研究。分别对双极性调制，正交调制及双正交调制下的TDCS发送信号模型及误码率进行建模，并对基于不同调制技术的TDCS系统性能进行仿真分析与对比。最后对多元调制下的TDCS传输速率与带宽效率进行分析与讨论。（2）对TDCS的频谱接入及基函数生成算法进行研究。针对无线通信环境中干扰信号的类型及其特点，分别研究了基于小波变换、小波包变换及分数傅里叶变换的频谱接入及基函数生成算法，并在加性高斯白噪声信道下，对不同算法下的TDCS系统性能进行了仿真分析与验证。最后对TDCS的信道容量进行推导，并对不同干扰下TDCS的信道容量与频带利用率进行分析与对比。（3）对TDCS的相位编码算法及多址接入能力进行研究。首先阐述TDCS随机相位编码的基本原理，对基函数的相关函数进行推导，并对TDCS的多址接入能力进行分析。在不同谱接入条件下，分别对单用户通信和多用户通信下的TDCS系统性能进行仿真分析与验证。此外，提出一种基于扩频相位编码的TDCS方案（Spread Phase Coding based TDCS，SPC-TDCS），对SPC-TDCS的工作原理进行阐述，并对SPC-TDCS的扩频相位参数及系统性能进行深入地研究。最后对SPC-TDCS与基于随机相位编码的TDCS的多址接入性能进行对比分析。（4）对多径衰落信道下的TDCS信号检测算法进行研究。首先对多径衰落信道进行建模，并对其统计特性进行分析。根据多径衰落信道的特点，分别提出了基于信道均衡和基于循环前缀的TDCS信号检测算法，并对不同算法下的收发机结构及信号设计进行详细的分析。最后在不同的多径衰落信道下，对基于信道均衡和基于循环前缀的TDCS系统性能进行仿真分析与验证。最后，对本文所做的工作进行总结，并对今后的研究工作进行展望。