无线通信的迅猛发展,导致有限的频谱资源被基本分配殆尽,现如今日渐稀缺的频谱资源已经开始制约未来无线通信的发展趋势。认知无线电主要是利用智能的频谱感知技术,对无线通信环境进行空白频谱检测并机会的接入授权频谱,极大的增加了频谱利用效率,为无线通信的发展提供了新的途径。然而频谱感知的及时性、动态性和复杂性都为认知无线电系统的设计带来挑战。本文首先简单介绍了认知无线电的研究背景和现状,并描述了频谱感知的概念,将其分成单点感知、协作感知和盲感知三大类,并详细阐述了单点感知和协作感知的几种感知模型。其次针对传统能量检测算法门限设置单一且不适应感知信道环境差异的问题,同时为了提高合作频谱感知结果的可靠性,减小网络开销和融合中心计算的负担,本文提出了将动态双门限能量检测和D-S证据理论相结合的合作频谱感知算法。在进行本地感知时,该算法可以让认知用户通过双门限能量检测方法直接得到本地判决结果,同时根据信道环境自适应的调整双门限值,并在双门限内使用D-S证据理论,感知双门限内未判决结果的信任度函数,将其发往融合中心,这样可以减少融合中心的计算量以及传输带来的网络开销。最后为了实现频谱感知的及时性,提高数据的处理速率,本文引入了多速率处理的概念,并对多速率处理的基本理论进行了详细的阐述。然后根据多速率信号处理的原理,使用FPGA平台仿真实现了数控振荡器、抽取器、插值器和高速数字滤波器,为后续数据的高速处理奠定了基础。