本学位论文的研究课题来源于国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”之“超高速无线局域网无线接口关键技术研究与验证”课题(No.2010ZX03005-001-01)。该课题致力于研制新一代的超高速无线局域网无线接口关键技术和标准，通过创新的系统级设计和改进的物理层、媒体访问控制(MAC，Medium Access Control)层关键技术，提高系统频谱利用率，达到系统数据吞吐量高于1Gbps的目标。　　 认知无线电技术的提出为提高频谱效率提供了一条切实可行的途径。本文着重研究了超高速无线局域网中的频谱感知技术及其在所搭建的频谱感知实验平台上的实现。　　 本文在研究现有频谱感知技术的基础上提出了分信号类型的频谱感知方式。对最常用的能量检测法进行了理论分析和仿真，仿真结果分别得到在虚警概率一定、采样点数变化时，以及在采样点数一定、虚警概率变化时，检测概率和信噪比之间的关系。　　 针对能量检测法不适用于直接序列扩频信号检测的问题，在分析直接序列扩频信号自相关特性的基础上，提出了一种基于自相关估计的检测方法。在没有接收信号先验信息的条件下，通过搜索自相关峰值并基于累积峰均比判决来检测是否存在直接序列扩频信号。文中对所提方法进行了性能分析和仿真。　　 本文在介绍频谱感知技术在超高速无线局域网系统中应用的基础上，搭建了基于GNU Radio和USRP(Universal Software Radio Peripheral)平台的超高速无线局域网频谱感知实验平台。并在该频谱感知实验平台上实现了能量检测法对单载波信号和单载波调制信号的检测，验证了能量检测法对一般信号检测的有效性。此外，针对OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号的识别问题，研究了基于循环前缀检测和基于高阶累积量检测两种方法，并分别在实验平台上进行实现，验证了两种方法的有效性。