随着无线通信技术的高速发展以及智能终端设备的普及，人们对于无线通信的质量要求越来越高，而频谱资源的匮乏和低的频谱利用率成为制约无线通信发展与应用的瓶颈。认知无线电是一种频谱共享技术，它能够动态的感知周围频谱环境，在不影响授权用户的前提下，有目的地实时改变某些操作参数（比如传输功率、载波频率和调制技术等），机会接入使用空闲频谱，达到提高频谱利用率的效果。本文主要研究基于USRP软件无线电平台的认知无线电系统多种模式调制技术的设计与实现。首先介绍了认知无线电技术的背景情况，对认知无线电的相关关键技术进行了阐述，接着介绍了GNU Radio以及USRP通用软件无线电平台，然后详细分析了MPSK、MQAM以及OFDM这几种不同的数字调制技术原理，并基于GNU Radio平台讨论了MPSK和OFDM两种调制方式的实现方式。然后根据认知无线电中自适应技术原理研究了两种信噪比估计算法并给出不同调制方式的选择机制，最后论文给出了认知无线电中多种模式调制方式的方案设计，并在GNURadio和USRP平台上给出了具体的实现。该系统方案能够根据系统分配的信道信息以及信道估计可以动态选择系统工作频率、调制方式、传输速率。