随着无线通信技术的飞速发展,频谱资源日益紧张,然而相关研究表明:当前固定的频谱分配方式导致了授权用户的无线频谱资源的利用率很低。因此,为了从根本上提高频谱利用率,解决频谱资源短缺问题,Mitola博士提出了认知无线电技术,其核心思想是允许认知用户在不对主用户产生干扰的情况下,适时地动态接入空闲频谱,从而提高频谱资源利用率。频谱感知是认知无线电关键技术之一,它是实现认知无线电的基础和前提。本文主要针对认知无线电中多认知用户协作频谱感知算法进行了研究,主要工作如下:(1)阐述了频谱感知的研究背景和意义,总结了国内外相关的研究现状,介绍了频谱感知的基础知识。(2)针对多个认知用户协作频谱感知问题,提出了一种基于空间加权和重叠滑动窗口技术的协作频谱感知算法,简称为CSSW算法。首先各认知用户分别利用带有延迟器的单天线获得接收信号和延迟信号,计算这两路信号的相关系数,并把计算结果发送到融合中心;然后融合中心利用认知用户的空间距离给其分配一个合适的权重系数获得新的检测统计量,在此基础之上,对所有新的检测统计量采用重叠滑动窗口技术以提高所提算法频谱感知的准确性;最后利用“Majority”准则判断主用户信号的存在性。理论分析表明该算法的判决门限不依赖于主用户信号和噪声的先验信息,所提算法不仅能够有效地提高检测概率,而且能够克服噪声对检测性能的影响。仿真实验结果表明,CSSW算法在低信噪比条件下仍然具有良好的检测性能。(3)为了验证所提算法在实际系统中的检测性能,利用Lyrtech平台完成了 CSSW算法的实现过程。在实验中搭建了由一个主用户和四个认知用户组成的多认知用户协作频谱感知环境。在Lyrtech平台中的D/A板上产生两路基带BPSK信号,然后利用射频发射机上变频结合成一路模拟信号,并通过射频前端的天线完成主用户信号的发射。四个认知用户使用射频接收机分别接收主用户信号,经过下变频之后形成8路基带信号输入到A/D板,A/D板对数据进行采集并储存在SDRAM中,在此基础之上,完成了 CSSW算法的硬件仿真,验证了所提算法在实际系统应用中的有效性。