随着无线通信技术的快速发展,频谱资源越来越紧张,统计发现授权频谱利用率较低。认知无线电技术被认为是解决频谱资源瓶颈的有效技术,其实现的首要步骤是进行空闲频谱检测。按检测用户数划分,频谱检测主要分为单用户检测和多用户协作检测。针对现有单用户检测算法需要知道噪声方差以及存在噪声方差不确定度的不足,本文提出了一种综合分形盒维数和三阶循环累积量的改进算法:在高信噪比的时候用分形盒维数算法,在低信噪比的时候用三阶循环累积量算法。考虑到三阶循环累积量计算复杂度较高,本文进一步提出改进的三阶循环累积量算法。仿真结果表明,改进算法在高信噪比和低信噪比情况下都能保证较好的检测概率。认知用户将判决结果通过控制信道发送到融合中心,由于控制信道不理想,判决结果会发生错误传输,导致融合中心最终判决错误,使系统检测性能下降。本文提出了综合中继的协作频谱感知策略,通过中继用户转发使得感知数据的传输误码率降低,最后验证了基于中继的策略能够提高系统检测性能。