如何提高低信噪比下的感知能力是认知无线电系统的重要研究方向之一。这是由于在认知无线电系统中，通常为了减小认知用户对法定用户的干扰，采用降低认知用户发射功率方法，从而使得认知用户处于低功率高噪声情形下工作。为了提高这一无线应用场景下的认知感知能力，论文结合无线电波传播环境特性，分析了基于多输入多输出技术的低信噪比认知无线电频谱感知性能，并进一步考察了不同数字调制方式对这一情形的影响。　　 论文首先在认知无线电能量频谱感知方面，通过引入多输入多输出技术，比较不同无线应用场景的相关参数对改善能量频谱感知算法性能的影响，进而在此基础上，分析了协作频谱感知算法和频谱边带感知算法对低信噪比认知无线电系统能量频谱感知算法检测性能的影响，且重点考察了系统中认知用户数量、发射功率以及载波频率、抽样数等因素的影响。　　 另一方面，分析表明不同的调制方式对认知无线电系统频谱检测性能有重要影响。为此，论文对低信噪比下认知无线电系统中若干典型数字调制技术的性能进行了比较与分析，在此基础上分别进一步分析了多输入多输出和多级调制技术对调制性能的影响，给出了一种综合考虑多输入多输出和调制技术的认知无线电传输模型。