随着无线通信的发展,多种多样的无线业务如雨后春笋般出现,例如视频电话,手机电视等,都对数据传输率具有较高的要求,而原来仅仅满足语音服务的数据传输速率已不能满足现有业务的要求;并且,各种无线电设备的大量使用使得频谱资源变得越来越稀缺。然而,经过调查检测发现,出现这种情况的原因并不是频谱资源被过度利用;恰恰相反,由于频谱管理部门静态分配的频谱得不到充分利用,才造成了如今频谱紧缺的困境。因此,Mitola博士提出了认知无线电的概念,这是一种能够检测周围的电磁环境,并且能够根据所处环境动态地改变工作参数的无线电设备或系统。在认知无线电网络中,频谱检测是实现认知无线电技术以及应用、构建认知无线电网络的核心技术,是保护授权用户避免有害干扰、提高认知网络频谱利用率的重要前提。本文对认知无线电频谱检测技术进行研究。首先,对频谱检测四种经典能量检测模型进行了仿真,分析了在AWGN信道和Rayleigh信道下四种模型的N-SNR关系;其次,提出了一种线性频谱检测算法,并与传统的检测算法进行比较和分析;最后,将混沌系统利用在频谱检测中,利用混沌系统的优势对传统的频谱检测系统进行改进。论文的主要研究工作和创新点如下:(1)能量检测模型在不同信道下的性能分析本文对精确模型、Edell模型、Torrieri模型以及Berkeley模型在AWGN信道和Rayleigh信道下的性能进行了数学模型的推导及分析,仿真结果表明,AWGN信道下,Torrieri模型与精确模型最接近,性能最好,而Edell模型性能最差;而Rayleigh信道下,Edell、Torrieri以及Berkeley模型均能较好地代替精确模型。(2)基于能量检测的频谱检测线性算法本文根据传统检测方法CFAR和CDR的不足,提出了一种基于能量检测的频谱检测线性算法,该算法将频谱检测中两个重要参数虚警概率Pfa和检测概率Pd进行线性组合,作为目标函数,在给定约束条件的情况下,求得统计判决的最佳门限值,从而解决了传统检测算法中门限值不是最优的问题。仿真结果表明,线性算法的性能优势非常明显,同样是在信噪比较低的情况下,远远优于传统算法。(3)混沌系统在频谱检测中的应用本文将混沌系统利用在认知无线电的频谱检测中,其中,选用的混沌系统是Duffing系统,待检测的信号是微弱的正弦信号。首先,我们验证了混沌系统对周期信号具有敏感性,对噪声信号的免疫性。其次,通过加入不同频率的信号和对应的高斯白噪声,经过多次计算机仿真,我们可以得到系统的输入信噪比门限,约为-20dB,令人满意。