近年来随着无线电技术飞速发展，无线通信得到广泛应用，随之而来的是更多的用户需求与无线电频谱资源紧张的矛盾。认知无线电可以有效地解决无线通信中频谱资源紧张的问题，为资源的高效利用提供方案。当主用户不占用相应的频谱资源时，认知无线电检测出这一空闲资源，把这部分频谱资源分配给非授权用户使用，这样可以为非授权用户提供频谱接入的机会，提高频谱资源的利用率。当授权用户重新占用到该频谱资源时，认知技术要及时感知出这一变化，将非授权用户占用的资源归还给授权用户使用。其中，频谱感知是认知无线电的关键技术，而为了提高无线认知的整体性能，可以在无线环境的多个感知节点相互协作，共同感知主用户的存在与否，这种协作频谱感知的方法能够从整体上提高认知性能，避免单节点感知的局限。论文从认知无线电的频谱感知角度出发，以协作频谱感知为重点，研究基于能量检测的协作频谱感知算法。考虑基本的单节点能量检测，由于无线环境的影响，某些信号的能量可能会处在门限附近而造成错判，引入双门限判决。在协作频谱感知的信息融合中，首先讨论简单的硬融合，包括“K秩”融合和基于“堆”概念的信息融合。这些融合技术适合在协作感知节点的判决信息较为明确时使用，当节点的判决处在双门限判决的不确定区域时，需要使用模糊集的概念，并结合证据理论对这一不确定事件给出较为准确的判决。各个认知用户首先进行本地能量检测，根据感知用户的检测结果分配信任度，对能量检测的信息经过正态形隶属函数设定其基本概率。在融合中心，依旧采用D-S证据理论把所有用户的认知信息进行融合，最后进行判决。在进行协作频谱感知之前，对感知节点进行节点选择算法也是一个提高整体性能的重要方法。最后，本文提出了一个三级联合优化算法，使整体的感知性能得到很大的提升。本文提出的三级联合优化算法可以在协作频谱感知时得到很好的感知性能，并且考虑了感知效果和感知时间以及资源占用的平衡关系，是一种解决认知无线频谱感知问题的有效方法，这一方案可以用来实现频谱资源的合理利用，提高频谱效率。