伴随着无线通信技术的发展,对于各种新服务的频谱资源需求一直在增长。然而已被分配的频谱资源却占据了有限频谱总资源的大多数,这就成为了无线通信继续发展的重大瓶颈。认知无线电的提出正是改变这一困局的关键,它允许没有被授权的用户去感知信道情况,拥有机会去接入频谱,大大提高了频谱的利用率。首先,本文对认知无线电的背景及定义等进行了叙述,进而对频谱感知和频谱分配技术的研究现状进行了介绍,并分别阐述了两种技术中的几类典型算法。其次,针对较高频率信号在奈奎斯特定理下的局限,将压缩感知理论引入至传统的能量检测中来。因频谱感知所注重的是频段内是否有信号存在,而非信号本身,同时信号重构的精度会很大程度上影响检测性能,因此本文对频段进行非重构的频谱感知。基于单门限下单用户感知存在的局限性以及多用户合作检测的不足,将双门限以及D-S证据理论融合起来。每个用户依次进行感知得到结果,针对不同的结果选取不同的融合策略,选择性的进行信任度的计算融合,而非只要有用户落在双门限区间内就要计算信任度。这样一来,便大大降低了基于D-S证据理论下的计算复杂度。然后,对传统图论着色中基于CSGC的频谱分配模型存在分配时间过久且系统总效益不甚理想的问题,文章提出一种考虑效益差值的并行分配算法。假设每个频段相互正交,分配互不影响,可以将整个大图分解为数量为频谱数的多个子图,对多个子图分别着色可有效缩短分配时间。分配的优先级除了考虑每个用户的效益值外,还考虑到了会与已分配用户产生干扰的用户效益差值,使得系统的频谱效益得到提高。最后,为推进基于压缩感知的频谱感知实体化进程,对于压缩感知理论除利用Matlab进行仿真外,还利用FPGA仿真平台对其进行了仿真验证。通过与初始准备数据的比较可以看出仿真结果是理想的。