认知无线电技术改变了传统的由政府授权使用无线电频谱的方式，它以频谱利用的高效性为目标，允许非授权用户机会式利用授权用户的频谱空洞传输。OFDM技术则因其灵活的频谱资源控制特性适于与认知无线电技术结合，构成频率捷变的传输系统。针对认知OFDM传输系统，本文通过理论分析和算法仿真，着重于系统方案的设计以及频谱感知、谱图交换、信道估计和干扰抑制等关键技术的研究。第一章说明了认知无线电技术的背景，并介绍了频率管理部门、标准化组织和理论学者的贡献，以及该技术在频谱感知和动态频谱管理两方面的研究进展。第二章构建完整的认知OFDM传输系统框架。分析了OFDM技术在认知无线电中的适应性，并说明了认知无线电系统应用的网络环境。描述了认知OFDM传输系统的周期，它由频谱感知、谱图交换与合并以及数据传输三个阶段组成。同时分析了系统收发的流程，指出无几率码在动态频谱环境中的应用。介绍了符号时间、保护间隔和子载波间隔等系统参数的设计方法，以及计算带宽效率评价系统性能的方法。作为本文重点的第三章详细描述了系统周期的前两个阶段——频谱感知与谱图交换。针对频谱感知，研究了本地感知方案，提出在系统中采用能量感知的方法，并推导了最佳感知时间长度。之后提出了一种在物理层交换谱图信息的方法，仿真结果证明它能保证交换双方谱图达到较高的一致性。接着研究了系统周期第三个阶段——数据传输中的关键技术。第四章研究认知OFDM接收机的信道估计算法。提出在应用最小二乘(LS)准则估计导频子载波的信道响应后，对不均匀导频的信道响应估计值进行处理后采用时域内插，但当处理后的估计值个数小于信道径数时采用分段线性内插。仿真结果验证了该方法的性能。第五章研究认知OFDM发射机的干扰抑制方法。针对异构干扰，提出采用加窗和动态卸载子载波的方法抑制OFDM信号旁瓣对主用户工作频段的干扰。针对同构干扰，研究了一种主动抑制方案，通过加载干扰消除子载波的方法抑制对主用户子载波的干扰，仿真结果证明其有效地降低了干扰功率。本文算法的分析设计兼顾了有效性和复杂度，但尚有很多内容值得后续研究，包括分布式合作频谱感知、半盲信道估计、功率／速率／频率联合控制等。