认知无线电是一种频谱共享技术,与现有的静态频谱分配方式不同,其具有动态频谱接入功能,可以在不影响授权用户的前提下,机会接入使用空闲频谱,是现在通信业界研究的热点。现阶段研究机构对认知无线电的研究大多集中于频谱感知以及跨层设计等方面,然而认知无线电系统不仅需要具备认知能力还应该具备重新配置能力,包括工作频率、调制方式、传输功率以及传输带宽等等参数,这就给物理层调制解调设计者提出了全新的要求,然而这方面的研究和实践在国内外还少有成果。本文依托863项目“基于认知无线电的自适应混合波形调制解调技术”,就频谱感知技术、信道质量估计技术以及自适应混合调制解调技术展开研究。重点关注物理层技术,研究各种算法的性能、优化和可实现性,并提出可行方案,最后完成系统的仿真与实现,并给出相关功能和指标。本文的章节内容安排如下:第一章绪论,介绍无线通信技术发展概况,以及认知无线电概念演进、研究进展和关键技术,并指出论文选题意义,最后阐述了本文主要工作;第二章研究频谱感知技术,对频谱感知问题进行建模,提出相关指标和感知功能要求。重点分析了频谱感知检测算法,从理论和实现两个角度对四种检测方法进行了研究,并指出各自的优缺点;第三章研究信道质量估计技术,介绍了信道质量估计技术并描述了信噪比估计模型,整理并改进了相关信噪比估计算法,接着讨论了信噪比估计的CRLB下界,最后对各种算法进行了仿真比较并指出其优劣;第四章研究自适应混合调制解调技术,说明了研究背景,提出了OFDM、MQAM、MCPM多模式自适应混合调制解调系统方案,然后讨论了统一辅助前导算法并分析其性能,研究了MPSK-MQAM调制解调同步算法,最后提出针对MQAM信号的自适应策略;第五章讨论系统设计与实现,首先说明系统设计指标,阐述硬件方案的设计与实现,接着讨论了频谱感知方案设计以及自适应混合调制解调方案设计与实现,并给出了系统实现的性能,最后说明了项目进展状况。希望通过本论文的研究和实践为认知无线电系统提供一个更加丰富、灵活的物理层收发机。