随着无线通信技术的大量应用，可分配的频谱资源越来越少。频谱资源的匮乏限制着无线通信发展，因此该问题受到人们广大关注。导致频谱资源短缺的主要原因在于固定分配频谱政策。该政策造成了有限的频谱没有得到很好地利用。认知无线电技术动态地在授权频谱中寻找频谱空洞，并在不影响授权系统的情况下进行伺机利用。这种方法能够有效缓解频谱资源紧张。本文主要通过研究认知无线电的关键技术从而实现对认知无线通信系统设计研究，将认知无线电的关键技术投入到该系统中，根据环境的改变及时地通过感知信息调整通信参数最终提高频谱资源利用率。本文首先介绍了现有的认知无线电技术的基本概念和关键技术。其次基于软件无线电平台设计了不同场景下的认知无线电演示系统方案，并在linux系统下利用USRP和GNU Radio加以实现。最后对含有静默期的认知通信系统进行研究通过改变静默期的时间实现吞吐量达到最大。