信息时代的今天,智能手机的普及,极大地带动了移动互联网的发展,用户对无线通信系统的带宽要求越来越高,导致频谱资源日益紧张,频率资源成为了限制无线通信技术发展的瓶颈。传统的技术无法大幅度提高频谱效率,而认知无线电技术是公认的能够从根本上提高频谱效率的技术。认知无线电技术能够感知电磁环境,寻找适合的空闲频率进行通信,使整个频段上的频率占用时间均衡,从而大大提高了频谱利用率。当前国内外针对认知无线电技术的研究非常多,但多数是认知无线电的关键技术理论研究及仿真,缺少在实际的认知无线电系统中对理论进行验证,因而实现一个认知无线电系统对于认知无线电技术的研究很有必要。本文介绍了认知无线电研究的现状及软件无线电的体系结构,设计了一套完整的认知无线电系统方案,包括网络结构、工作流程、模块设计、用户状态机。根据设计方案,采用USRP2(Universal Software Radio Peripheral)软件无线电平台与PC实现了一个认知无线电系统,包括无线通信发射和接收模块、频谱检测中的能量检测技术、频谱分配、频谱协商、链路连接、IP业务、语音业务、链路中断恢复等。该系统具有以下特点：1、工作于2.3GHz～2.7GHz；2、准确地检测出频谱空洞；3、通信双方自动选择合适的频率进行通信,无需人工设定；4、支持IP业务和语音业务；5、具有链路中断恢复功能。最后对系统进行了功能测试,系统实现功能与设计方案基本相符。