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在大型活动安保、抢险救灾等应急通信场景下,需要在有限时间内快速搭建无线多媒体指挥与监控平台,并建立一个高效、稳定、覆盖指定地区的数据传输网络。但是由于现场情况复杂,给统一管理带来了很大的困难。采用支持多种工作模式的无线网络通信系统可以在短时间内对现场完成布控,现场指挥人员可以实时通过网络了解现场任何区域信息。结合当前人工智能和机器学习的快速发展,研制多模式、多速率、可自组网的智能多模网络通信系统具有重大理论和实用价值。本文将智能多模网络通信系统分为:物理层、链路层、网络层、应用层。其中物理层以数字信号处理器为基础,在各种硬件驱动的基础上实现宽带无线电频谱的监测和无线通信算法库的参数配置。本文重点研究该系统物理层中的快速频谱认知技术,从快速频谱认知的基础和频谱认知的关键技术两方面进行论证,具体内容为:智能多模网络通信系统硬件平台设计和宽带频谱感知算法设计。依据智能多模网络通信系统的技术指标和功能需求,本文对比分析了智能多模网络通信系统硬件实现技术,最后选择FPGA和AD9361射频芯片作为硬件实现平台,围绕Xilinx 7系列FPGA XC7VX690T设计了硬件电路板,并设计了AD9361接口程序。以能量检测法为基础,将100MHz~5GHz频谱划分为多个子频带,以串行扫描的方式检测整个4.9GHz频谱信号,通过估计噪声能量更新子频带判决门限并完成宽带频谱感知。在MATLAB上进行仿真验证,当虚警概率为0.1,信噪比大于-6dB时,检测概率大于0.8。最后,在智能多模网络通信系统硬件平台上进行设计验证,可以完成每秒2次100MHz~5GHz共4.9GHz带宽信号的频谱感知,满足系统对快速频谱认知的指标要求。