当前，无线电频谱资源主要由国家频谱管理部门统一分配使用，但实际上许多己分配的频段在大多数情况下并没有被充分利用，使得无线频谱资源日渐匮乏。近些年来出现了一种认知无线电(Cognitive Radio)技术，它是一种智能无线通信系统，可以不问断的感知并学习周围电磁环境的变化，自适应调整自身内部的某些参数来适应这种变化，达到提高频谱利用率的目的。而频谱感知技术是实现认知无线电系统的最首要的关键技术。论文主要对单用户节点多天线情况下的频谱感知算法进行了研究。首先对认知无线电系统及其中首要的关键技术——频谱感知进行了综述，介绍了其理论背景和发展概况；然后介绍了多天线MIM0技术分集合并的基本原理和三种合并方式的具体计算过程。而后分别详细推导了适用于高信噪比环境的能量检测算法和适用于低信噪比环境的循环平稳特征检测算法的原理，对其在AWGN信道、瑞利衰落信道和莱斯衰落信道下的检测性能进行了仿真分析与对比。为抵抗信道衰落对系统检测性能产生的不利影响，将多天线MIMO分集合并技术引入感知算法，仿真分析了当各条支路所遭受的衰落均相同时应用多天线时的检测性能，对于各条支路所遭受的衰落不相同的情况，应用选择合并(SC)、等增益合并(EGC)和最大比合并(MRC)三种合并算法对检测性能进行分析和对比。对于多天线下循环平稳特检测算法总的检测统计量计算复杂度高的问题，论文最后提出了一种首先将各条支路信号副本合并为一个总的信号，然后再用其计算检测统计量的方法，仿真结果表明，这种方法不但有效降低了计算复杂度，而且也保证了系统的检测性能。