感知无线电(CR)技术允许次级用户（感知用户）在不对主用户（授权用户）造成干扰的前提下，接入授权频段进行通信。感知无线电技术开放频谱资源，使大量空闲频谱得到充分利用，有效地解决了频谱利用率低的问题。对于感知无线电系统，空闲频谱检测技术是实现的先决条件，次级用户在接入某授权频段前，必须准确检测信道状态，以确保不损害主用户的利益。在空闲频谱检测方法中，能量检测方案因算法简单易于实施等优点，成为最常用的频谱检测算法。虽然，已有较多的基于能量检测的感知无线电空闲频谱检测方案，但是，在低信噪比环境下和检测阶段主用户状态发生改变的情况下，目前能量检测的性能还不能满足感知无线电的应用需要。针对这些问题，本论文研究了基于能量检测的空闲频谱检测算法的改进和优化。　　 本文在低信噪比环境下，以保护主用户为前提，提出了一种提高系统能量检测性能的分布式门限值选择和优化算法。在能量检测中的门限选择时，各个次级用户独立观察自身所处的无线电环境后进行独立估计，再以本地检测概率与虚警概率差值最大为目标，独立设定自己的最优门限值。此算法在允许频谱共享的同时，又最大限度地保护了主用户的利益。仿真结果表明，与传统的由融合中心统一设定，各个次级用户拥有相同的门限值的方法相比较，本文提出的分布式自适应设定门限值方法提高了系统的检测性能。　　 针对由于主用户的通信状态变化导致检测阶段信道状态可能发生改变的新模型，本文提出了一种提高感知无线电空闲频谱检测性能的加权能量检测算法。该算法在次级用户进行能量检测时，对各个时隙收到的检测统计量赋予不同的权值，让更能代表信道状态的检测统计量拥有更高的权值，以此提高感知无线电系统的检测效果。仿真证明，在新模型下，改进后的加权能量检测算法，使感知系统的检测性能有了较大幅度的提高，且增益随着主用户持续时间的增加而减小，随着次级用户处平均信噪比的增加而增加。