随着无线通信业务与技术的高速发展,无线终端设备数量也与日俱增,而频谱是一种有限资源,根据传统的频谱分配方案很难满足爆发式增长的无线通信业务量;另一方面授权频谱的利用率是也是十分低的,极大部分处于空闲的状态。认知无线电技术应运而生,它显著的缓解了频谱短缺问题,并且能显著提高对空闲频谱使用的效率。在认知无线电技术中,认知用户保证在不干扰授权用户的正常工作的情况下,机会式的感知周围的无线通信环境需找的频谱空洞,动态接入该频谱。认知无线电中一项重要的技术就是频谱感知。单个认知用户对频谱进行感知的结果具有不确定性,会对认知系统带来一定的影响,多用户协作感知能很好解决这类问题,并且能有效提高系统的检测性能。但在实际通信环境中,客观因素不容忽视,例如衰落的影响、建筑物的遮挡等,并且协作感知中的安全问题也日益突显。论文针对实际的无线环境对协作频谱感知带来的影响以及对抗恶意攻击这两方面来展开的,主要工作如下:首先,介绍了认知无线电技术引出本文的研究重点频谱感知技术,然后介绍了几种经典的感知方法、协作感知模型以及融合算法,同时介绍了频谱感知中存在的安全问题,将恶意攻击分类进行介绍并分析现有的防御机制。其次,针对复杂多变的无线通信环境中存在的衰落效应,建筑物遮挡等客观因素提出了一种基于动态阈值的可信度协作频谱感知算法,该算法分三步进行:第一步根据检测到授权用户的信噪比筛选出可靠用户;第二步根据信噪比动态调节检测门限值;第三步根据用户的参与情况以及检测正确能力进行信任度加权融合。仿真结果表明,该算法在环境中存在衰落影响的情况下,能获得较高的检测性能,在融合阶段根据单个认知用户的判决正确率来进行加权融合的,对于抵抗恶意攻击也具有较好的效果。最后,提出了一种安全协作频谱检测算法来对抗SSDF攻击。为了确保频谱感知的鲁棒性,本文改进了传统的信誉度加权序贯频谱检测算法来识别恶意用户并减轻他们造成的影响。该算法通过使用认知用户的近期感知信息计算本地信誉度函数,再综合考虑其信誉值与感知过程中表现的稳定程度以消除恶意用户对授权用户的传输效率带来的影响。仿真实验证明,在恶意攻击环境下本文算法优于现有典型协作频谱感知算法。