随着无线通信技术的快速发展,日益增长的频谱需求和有限的频谱资源之间的矛盾日益突出。认知无线电是解决当前频谱资源紧张和利用率低下的有效方法。频谱感知是认知无线电最关键的技术,这种技术大大提高了频谱利用率,缓解了日益紧张的频谱利用现状。本文对认知无线电中的频谱感知技术和实现方法进行了研究。首先介绍了认知无线电技术和频谱感知技术的研究背景及发展现状;接着对现有频谱感知技术进行研究,对比分析了现有频谱感知方法的优缺点,最终选择能量检测算法应用于本文的频谱感知系统中。然后对能量检测算法进行详细分析与仿真验证,并在此基础上搭建了基于能量检测算法的频谱感知系统硬件实现框架,重点介绍了数字基带信号部分的FPGA设计实现和验证过程,其中主要包括了并行降采样低通滤波器的设计与实现,并行FFT变换模块的设计与实现以及能量计算模块的设计与实现;最后对各个模块以及整个系统进行了性能仿真及验证,分析了串行实现架构与并行实现架构在感知时间与资源使用方面的差异性,验证结果与设计目标一致,系统可以正确检测频段占用情况。本文的主要工作内容如下:(1)对现有频谱感知算法进行研究,搭建了基于能量检测算法的并行频谱感知硬件实现框架,实现了基于FPGA的硬件平台设计,并对硬件平台进行仿真及测试验证。(2)在系统采样率指标为1Gsps的条件下,基于传统的串行实现架构,利用展开算法,进行并行架构设计,增强了系统的数字信号处理能力,缩短了系统的感知时间。本课题基于Xilinx公司的Kintex-7系列芯片展开,采用Verilog HDL硬件描述语言编程实现,开发环境为Xilinx公司的ISE14.7以及Mentor Graphics公司的Modelsim仿真软件等。