近年来,卫星通信系统由于其适应性强、成本低、范围广等优点,使其发展迅速。伴随着成对载波多址(Paired Carrier Multiple Access,PCMA)这一新技术的出现,卫星通信在频谱利用率上实现了巨大的突破。目前,传统PCMA系统借助于控制器来分配频谱使用权,这会导致不连贯。为了克服这一缺点,在PCMA系统运用频谱感知技术可实时地了解频谱使用状况。快速频谱感知技术作为一种进一步提高频谱利用率的方式,成为卫星通信理论中研究的一个热点。本文研究了成对载波多址中快速频谱感知技术。首先,研究了基带和频带下的经典CUSUM算法的检测概率、阈值、时延等性能;随后,在此基础上研究了未知高斯噪声方差下的快速频谱感知算法,信号模型为采用QPSK调制的两路基带信号。针对未知高斯噪声方差,分别采用了最大似然与最大后验估计方法来获取方差估计值。考虑到实际中,信号之间存在相位偏移,所以现有的理论无法直接使用。为了消除相位偏移的影响,使用修正的一阶贝塞尔函数进行近似处理。同时,借助于多项式拟合技术得到高斯噪声方差的数学解析式。然后,根据噪声方差估计式与CUSUM算法理论相结合,推导出递推判决式并给出了仿真结果与分析,这对卫星通信系统在高斯白噪声下的性能起着重要的参考作用。为了比较两种估计算法的优劣,本文也给出了仿真结果,即通过最大后验估计的频谱感知性能优于通过最大似然估计的。论文最后利用Xilinx公司的ISE Design Suite 14.7开发平台,成功实现了快速频谱感知的硬件功能仿真验证。文中给出了快速频谱感知的整体设计方案,其中编程语言选择硬件描述语言Verilog,并且采用自带的Isim仿真软件进行功能仿真,验证了硬件模块的正确性和可行性。