无线频谱是一种珍贵的自然资源,它的分配利用通常是由无线电法规部门规定的。目前世界各国采用的是基于静态(固定)频带分配的原则与方案,这限制了频谱的使用效率,不能满足日益增长的无线通信服务要求。认知无线电能够通过对它所工作的无线通信环境的交互感知而自动改变自身的发送和接收参数,从而动态地重复使用可用频谱,这样就可以有效的利用空闲频谱,同时避免对授权用户的干扰。本论文主要研究了以下一些内容:首先简要介绍了IEEE 802.22网络、认知无线电的产生背景、研究模型以及认知无线电技术在国内外的研究状况,最后简要介绍认知无线系统的应用趋势。第二章简单介绍认知无线电系统中的频谱感知技术,并总结了各种检测方法的优缺点。第三章首先介绍了循环平稳特性的基本理论和循环特征量(循环谱和循环自相关函数)的估计算法,并通过平均的方法改进了谱估计算法的复杂度和性能。接着推导了常见信号的循环功率谱,从理论上分析了衰落信号的循环平稳特性,研究了信道衰落和循环特征频率之间的关系,并通过计算仿真实现。第四章主要研究循环平稳特征检测在频谱检测技术中的应用,基于二阶循环统计量的CFAR(恒虚警概率)的检测方式被用于认知无线电频谱检测技术中。针对此方法不能充分利用已知信息的不足,本文提出了基于多循环频率的频谱检测方法,这种方法在可以得到待检测信号循环频率的前提下,充分利用信号内所隐藏的循环特征信息,提高了检测性能。此外,考虑到当单个认知设备处于阴影或深度衰落等极端恶劣的无线环境时,不能可靠检测的弊端,提出了基于循环平稳特性的多点协作的检测方式,并利用分析和仿真证明了所提算法的有效性。