小卫星具有低成本、技术性能先进、体积小、重量轻、可靠性高、灵活性强、低风险等特点，在民用和军事领域都得到了广泛的应用。提高小卫星智能化、自主化水平，对于节省航天计划成本、提高战时卫星生存能力、扩展空间应用具有重要意义。认知无线电(CR)作为一种智能无线通信系统，它能感知周围环境，实时改变诸如传输功率、多普勒频移、调制方式等传输参数来适应运行环境的变化，能大大提高小卫星的智能化水平。同时，CR能够借助频谱感知等技术接入已授权频段，实现对无线频谱资源的动态共享，极大地提高频谱利用效率和通信系统性能。CR必将对无线通信，尤其是小卫星群军事通信产生深远的影响。 本文首先介绍了介绍现代小卫星系统的概念，列举了小卫星系统的未来发展趋势，然后介绍了卫星群通信系统的发展现状，指明了卫星群通信发展中面临的主要问题，重点说明了小卫星群通信中所要解决的关键技术问题。本文以小卫星群通信中的多普勒频移参数为例，讨论了多普勒频移对小卫星群通信带来的影响，分析了动态环境下多普勒频移的产生，提出了一种基于认知无线电动态位置感知的小卫星多普勒频移消除技术的方法。同时，还详细研究了多普勒频移的估算方法并建立了数学模型，在此基础上提出了一种运用DSP结合专用的DDS芯片消除多普勒频移的方案，给出了DSP控制DDS芯片进行多普勒频移模拟的程序流程。 本文最后分析了动态频谱分配在小卫星群通信中的重要意义。研究了基于认知无线电的小卫星群通信动态频谱分配的技术，提出了一种基于CR的小卫星群通信动态频谱分配MAC方案。该方案允许未授权小卫星用户自适应地选取可用带宽，实现了动态频谱接入，有效地提高了频谱利用率。提出一种动态信道的跳频预约多址接入(DC-HRMA)协议，在不需要公共信道的情况下，解决了信道有效接入与退让问题。对该协议进行了理论推导和优化计算，分析了SU占用信道数以及发送周期对用户有效吞吐量的影响。通过最优化有效吞吐量问题的理论推导和分析，得出了解析解。通过与仿真结果的比较，验证了理论结果的正确性。