近年来,随着社会的发展以及科技的进步,无线通信业务激增,现有的无线电频谱资源已无法满足用户的需求。在全球范围内的无线电频谱资源出现供不应求的现状,并且愈发的严重。而认知无线电技术则是目前能有效解决此问题的重要方法之一,其核心则是频谱感知技术。首先,次用户通过感知技术找寻出认知环境内的授权频谱空洞,然后,次用户在不对主用户产生干扰的前提条件下尝试接入该频段进行数据传输。传统的频谱感知技术存在着诸多问题,包括吞吐量不高,检测性能一般等。本文从以下两个方面对其进行了研究及改进。首先,本文在协作频谱预测技术,协作感知技术以及连续频谱感知技术的基础上对传统帧结构进行了改进。通过将主用户的频段划分为两个子频段,其一被次用户用来进行数据传输,另一部分被次用户用来进行连续频谱感知工作。因此,次用户可以使用整个帧时隙进行数据传输并且连续感知技术能有效地缓解感知中断问题,从而次用户的吞吐量得到了一定程度的提升。另外,在帧结构中加入频谱预测阶段,也为后续的感知阶段提供了正确的方向。并且在预测阶段之后进行用户协作能有效地提升预测准确度,在感知阶段之后进行用户协作也能有效地提升系统的检测性能。仿真结果表明,本文设计的帧结构与传统方案相比,次用户吞吐量得到了一定程度的提升。其次,本文基于次用户的历史判决信息对多用户协作感知算法进行了研究并改进。传统的基于单阈值的能量检测算法检测性能较为一般,而传统的基于双阈值的能量检测算法在次用户经检测得出的能量统计值位于上下限阈值之间时,往往采取重新检测的策略。本文则考虑了次用户出现不确定判决的次数,当不确定次数累计达到一定阈值时,通过增加该次用户的采样点数来提升系统的检测性能并且在一定的信噪比范围内降低了平均不确定判决概率。另外本文提出了基于次用户历史决策与信噪比相结合的加权协作感知算法。其核心思想是融合中心对各次用户的历史判决信息进行实时的统计,然后根据历史判决信息计算出当前各次用户的判决可信度,最后结合各次用户的判决可信度与信噪比为其进行实时的权重分配。仿真结果表明,当信噪比一定时,本文改进后的双阈值协作检测方案较传统方案有着更高的检测概率。本文将改进后的双阈值协作检测方案和所提出的加权协作方案进行结合,并且在仿真中将其与传统方案进行对比,结果显示,本文方案有着更优的检测性能。