无线频谱的紧缺是限制无线通信与服务应用持续发展的瓶颈。认知无线电(Cognitive Radio,CR)技术被认为是解决无线频谱紧缺问题的一种新方法。认知无线电技术是无线移动通信领域的一种革命性技术,无线用户利用该技术可以智能地感知周围环境,搜索可用频谱资源,并进行动态的频谱接入,从而提高通信系统的容量和频谱利用率。目前,利用认知无线电技术进行动态频谱接入有两种情况。一种是在免执照的开放频段动态共享该段频谱,如2.4GHz的无线局域网和IEEE 802.16h/g的无线城域网;另一种是择机地使用已授权给其他系统的频段,如IEEE 802.22无线区域网,其用户择机使用已授权于数字广播频谱。现在国内外的研究大多局限于仿真和理论研究,在实验平台上的研究较少,还没有成熟的平台可供实际测试和验证。本文主要研究基于GNU Radio和USRP实现的认知无线电实验平台。GNU Radio和USRP是基于PC的一套开源的软件无线电开发平台,这个平台能快速灵活的设计出终端原型。平台采用择机动态频谱接入方法,在400M-430M范围内择机使用空闲的授权频段。本文介绍了GNU Radio的实现方式和编程原理;介绍了与作为配套硬件的USRP的结构组成和功能;并着重对认知无线电在这个平台上的实现进行了研究,主要实现的研究内容为:研究大范围的频谱的能量检测,检测出空闲的频段并作统计决策;研究动态接入和传输的物理层方法;研究设计MAC层、网络层及应用层的实现方法;研究演示系统,并最终测试验证性能。