随着无线通信技术的发展,无线频谱资源紧缺的问题日益严峻。认知无线电技术通过对授权频谱的充分利用,解决了由于频谱资源分配不均衡而导致的频谱紧缺问题。认知无线电技术允许非授权用户在信道未被授权用户信号占用时伺机接入空闲频谱资源,有效提升了频谱利用率。其中频谱感知技术是认知无线电系统的关键技术,通过对目标频段的频谱感知是判定非授权用户是否可以接入的前提,因此本文围绕频谱感知技术展开深入研究。全文主要分两个部分对频谱感知技术进行研究,其一,对基于循环平稳特征检测的单节点频谱感知算法进行改进;其二,对现有的多节点协作频谱感知的融合规则进行改进。本文的主要创新点和研究工作如下:1.本文首先对认知无线电技术和认知无线电频谱感知的提出背景、研究现状和关键技术进行介绍,接着对频谱检测理论的基本模型和几种常见的本地单节点频谱检测算法进行了阐述。由于循环平稳特征检测在低信噪比条件下有很好的检测性能,因此本文对循环平稳特征算法进行详细的推导和分析。2.通过对现有的循环平稳特征检测算法优势和不足的分析,本文提出了基于支持向量机的改进型循环平稳检测算法。与传统循环平稳特征算法相比,基于支持向量机的循环平稳检测算法一方面利用了高维线性特征空间能够更加准确地区分循环平稳信号和噪声,另一方面由于更多的采样点可以作为特征样本点,也使得频谱感知的准确度有明显改善。本文对该算法进行了仿真实验,从检测概率、虚警概率、特征点选取等几个方面对检测性能进行了分析。3.在实际频谱感知环境中,由于信道衰落、阴影效应以及距离等因素的影响,单节点频谱感知的检测性能不甚理想,本文通过仿真实验对比了协作频谱感知和单节点频谱感知之间的差异。接着本文围绕协作频谱感知问题,对现有的几种融合规则进行了分析和比较,分析了传统协作频谱感知算法没有考虑到各次用户节点信任度的问题,提出了基于支持向量机和D-S证据理论融合的改进协作频谱感知算法。该算法在单节点采用基于支持向量机的循环平稳检测算法的基础上,引入D-S证据理论合成规则,综合考虑了各次用户节点的检测结果和可信度因素,解决了传统协作频谱感知算法的弊端。本文对系统模型的实现流程和关键技术进行了详细介绍,并对该系统进行了仿真实验,分别从与传统协作频谱感知算法的检测概率和虚警概率相对比,以及次用户节点数量对系统感知性能的影响两个方面对仿真结果进行分析,仿真结果表明该系统对比原有算法的检测性能有了明显提升。