随着社会的发展,频谱资源日趋紧张,与此对应的是实际的频谱利用率并不高。认知无线电能够充分利用空间中空闲频带作为通信所用的频率,其是解决频谱资源紧张,提高频谱利用率的重要技术。认知无线电需要频谱感知技术对空间频谱进行快速可靠的探测。本文系统总结了频谱感知面对的频谱机会,遭遇的问题与挑战,主流的频谱感知技术以融合多种技术,跨层次的系统解决方案。以频谱感知中的快速感知为切入点,重点研究应用于认知无线电快速感知的多分辨率频谱感知设计。论述多分辨率频谱感知的理论与实现,并研究其电路实现的关键技术。传统基于窗函数的多分辨率频谱感知方法的探测时间和探测频谱精度相互制约,我们针对这个缺点,在系统架构上予以改进：通过在窗函数相关前增加可重构滤波器进行预滤波,打破了探测时间和频谱分辨率的折中关系,增加探测精度,减少探测时间；并可以实现频谱分辨率的自由调节。该频谱感知模块设计采用TSMC0.13μm CMOS工艺,在1.2 V的电源电压下的功耗消耗为30 mW,有效面积为0.96mm2。芯片测试结果显示,设计实现-65dBm探测精度,31 dB动态范围,1 MHz至20 MHz的频谱分辨率选择,仅1μs的单点探测时间。该设计实现了对于频谱快速感知的功能。