近年来，无线通信得到了飞速的发展，到了移动互联网时代，无线通信的重点已不是基本的语音业务，而是各种多媒体数据业务。伴随着各种无线业务的出现，频谱资源也愈发显得短缺。认知无线电技术通过对周围环境的检测来自适应地调整无线通信设备的相关参数，进而利用那些未充分利用的授权频段，提高频谱的利用率。实现认知无线电技术的前提是不能对授权频段的主用户造成干扰，该前提必须建立在良好的频谱感知技术的基础之上。论文从认知无线电的国内外的研究现状出发，介绍了其研究发展情况。然后介绍了一些关键技术、基本模型和相关功能。接着重点介绍了频谱感知技术，详细地对感知技术的原理，分类，模型以及优缺点进行了讨论，并在此基础上着重研究了协作频谱感知技术，包括系统模型，结构分类和相关融合算法，同时进行了一些性能仿真实验。论文分析了实际应用环境下的协作频谱感知，并进行了仿真，通过仿真可以看出，在部分认知节点处于较恶劣的环境中时会影响整体的协作检测性能。为解决这种低信噪比节点降低系统感知性能的问题，论文提出了一种基于信噪比对参与协作的认知节点进行筛选优化的方法，通过筛选避免低信噪比的节点参与协作。理论分析和仿真实验结果表明，文章所提出的方法可以消除低信噪比节点的影响，提高系统的感知性能，同时具有较低的计算复杂度。论文还分析了传统的双门限算法，在某些情况下其性能也不能得到保证，而且存在感知失败的可能。针对传统的双门限算法提出一种改进型的双门限算法，分别在认知用户本地检测端和数据融合中心端进行了优化处理，创建新的感知模型，理论分析和仿真实验表明，本章所提算法更加能适应实际应用环境，可以有效提高系统的频谱感知性能，具有相对较小的通信开销，同时能解决传统双门限的感知失败问题。