认知无线电是一种新型的智能无线通信技术,它的提出是为了缓解日益紧张的频谱资源,通过采用允许认知用户(非授权用户)接入空闲的授权频段的政策,提高了频谱资源的利用率。认知无线电能够通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数,实现频谱的再利用。当前,认知无线电技术已经成为无线通信领域新的研究热点。本文主要针对认知无线电的频谱感知算法中,基于循环平稳特征的频谱感知技术的算法理论做了深入的研究和探讨。在认知无线电的关键技术中,频谱感知技术占有举足轻重的位置,它需要准确并且实时的为认知无线电设备提供频谱空穴的情况。本文对匹配滤波检测、能量检测、循环平稳特征检测这几种感知技术做了归纳总结,并分析了它们的优缺点。同时现存的其他感知方案进行了简单介绍。目前认知无线电技术主要应用在IEEE802.22工作组研究的电视广播频段上,该频段信号的调制方式主要为幅度调制和残留边带调制,考虑到对于相同的调制方式,不同的参数定义对感知结果的影响极小,因此选用这两种调制方式作为本文的被检测信号的调制方式,通过自定义参量用MATLAB做建模仿真,同时以幅度调制为例,从理论上分析出现的结果并与仿真图形对比。随着认知无线电技术的发展,它所应用的场景也将不单单局限在电视广播频段上。因此本文加入线性调频、二进制相移键控及频移键控这三种通信信号的调制方式做补充的建模仿真。由于循环平稳特征检测法存在计算量大,实时性较差的缺陷。因此,本文最后还提出了循环平稳特征检测法的算法改进。分析并说明了FAM、SSCA、FSM这三种算法的原理和结构并对比了运算量。从减少算法中离散傅立叶变换运算量的角度,本文提出了基于算术傅立叶变换的改进算法,并算术傅立叶变换做了进一步的改进,同时与其它改进方法做了比较,并给出了不同算法的运算量对比仿真。