近年来,随着城市交通拥堵、交通安全和环境污染等问题的日趋严重,车联网技术得到人们的广泛关注。但是,随着车联网技术的不断发展,其业务应用规模不断扩大,造成现有频谱资源无法满足其通信需求。根据美国联邦通信委员会调查研究显示,在传统静态频谱分配政策下,频谱资源存在着巨大的浪费。认知无线电技术可感知并机会式的接入周围空闲频谱,在保证授权用户正常通信的前提下,使得非授权用户能与授权用户共享频谱。因此,认知无线电技术成为一种为车联网通信提供额外空闲频谱的有效手段。目前已有很多研究机构对认知无线电技术在车联网中的应用进行了研究,但都仅仅停留在理论研究与仿真上,没有成熟的平台提供实际测试和验证。论文选题来自于北京市支持中央高校共建项目“基于认知无线电的公交车联网应用技术开发”。论文在对认知无线电技术和车联网技术进行研究的基础上,利用USRP硬件平台和GNU Radio软件包,设计并实现了基于认知无线电的车联网通信平台。本文的主要工作如下:首先对认知无线电技术和车联网技术进行了概述,包括各自的定义、关键技术及目前各自平台的搭建成果。同时,对目前认知无线电技术在车联网中的研究与应用也进行了总结与分析。然后,本文对基于认知无线电的车联网通信平台进行了设计与实现,根据需求分析设计并实现了平台的网络结构和节点架构,重点完成了平台节点软件架构中物理层、MAC层、应用层以及各层之间的接口的设计与实现。物理层设计并实现了数据收发模块和频谱检测模块,MAC层设计并实现了频谱合作检测与融合模块、多信道操作模块以及公共支撑模块,应用层实现了车载终端应用程序和平台演示监控程序,各层间接口采用UDP Socket进行设计实现。最后,分别在静止和移动环境中,在有无紧急通信用户及有无认知无线电功能的场景下对平台的功能和性能进行测试与分析,证明了平台在功能和性能上满足了研究需求。测试结果表明,基于认知无线电的车联网通信平台相比于基于WAVE协议的传统车联网平台,一方面降低了对紧急通信用户的干扰,另一方面在不干扰授权用户正常通信的前提下提高了频谱利用率,在授权用户到达率处于0-0.5范围内时平均提高了约114.1%频谱利用率。