近些年,随着人们对于无线通信网络的通信效率和通信质量的需求的增加,在现有频谱资源相对缺乏的前提下,传统的频谱检测策略和静态频谱分配方式所暴露出来的通信信道频谱利用率低下问题,已经不能满足人们对通信网络高质量服务的需求。作为一种能够有效缓解频谱资源紧张局势的技术,认知无线电成为无线网络方面的热门研究领域并得到迅速发展。频谱检测技术是确保认知无线电系统提高和改善频谱利用率低下的基础和前提,是认知无线电主要的研究方面和技术关键点之一,因此提出一种新颖高效的频谱检测方法十分必要。本文首先引入了认知无线电的概念,介绍了认知无线电技术的研究背景,以及近些年国内外相关研究领域的研究现状以及研究成果,并且指出了本文的研究方向。然后介绍了认知无线电的频谱检测技术,主要分为两个部分：单节点的频谱感知和合作频谱感知技术。在单节点的频谱感知部分,详细介绍了能量检测、匹配滤波检测和循环平稳检测三种传统的频谱检测算法,并对其优势和不足进行了比较分析；合作频谱感知技术部分主要介绍了集中式合作感知与分布式合作感知两种常用的合作频谱感知方式,并且分析了合作频谱感知技术的可靠性问题。其次本文介绍了基于非负矩阵分解的频谱感知技术,作为认知网络单节点频谱感知算法,详细分析了非负矩阵分解理论以及如何将该理论应用于频谱检测过程,通过系统仿真对该算法与能量检测与循环平稳检测两种传统频谱感知算法进行了性能优势的对比与分析。本文最后在分析了分布式合作频谱感知理论基础上,充分利用了非负矩阵分解理论对感知频谱的并行检测机制,并将其作为本地频谱检测算法,应用于分布式合作感知模型中,然后通过建立的仿真模型对该算法进行了理论仿真,并且与传统的基于能量检测的分布式合作感知算法进行了系统性能的仿真对比与结果分析。