在当今社会，无线通信技术已经广泛渗透到人们日常生活的方方面面，而随着各种智能终端的普及，对无线频谱资源的需求也日益增长。无线频谱作为一种有限的资源，在传统使用模式下，由于频谱分配的固定性，导致了频谱利用率相对较低。为了应对这一挑战，感知无线电（Cognitive Radio, CR）技术应运而生，通过智能地感知和管理无线频谱资源，显著提升了频谱的使用效率。
感知无线电系统作为一种智能频谱管理系统，其关键技术包括频谱感测、自适应传输和频谱管理。其中，多天线技术，尤其是多入多出（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）技术，在这一领域中发挥着至关重要的作用。MIMO技术通过在发送端和接收端使用多个天线，不仅增加了信号传输的自由度，还提高了链路容量和信号的可靠性。
在频谱利用率上，MIMO技术与感知无线电系统的结合，进一步拓展了频谱资源的使用范围和效率。它通过多天线的空分复用优势，实现主网络和感知网络在空间上的正交或半正交，有效降低了两者之间的干扰，从而允许两个网络在同一频率上同时工作。
本文针对集中式和分布式两类感知无线电网络，探讨了多天线技术的具体应用方式。在集中式系统中，利用多天线的波束成形技术、用户调度和功率分配策略，可以确保感知网络在不引起对主网络不可接受干扰的前提下，最大化其容量。波束成形算法在此过程中起到了关键作用，通过空间滤波技术，增强目标用户的信号，同时抑制其他用户或干扰源的信号。在此基础上，本文提出了基于子空间理论的波束成形算法，包括投影法和正交基法，并设计了两种用户调度策略。仿真表明，即便在简单的等功率分配方案下，系统的性能也能得到保证。
而在分布式系统中，本文主要讨论了一主一感的双用户频谱共享模型。为了实现主用户和感知用户间的有效频谱共享，本文提出了一种自适应波束成形算法。该算法能够根据主用户的实际状态动态地调整波束方向，从而避免对主用户的干扰，同时提高感知链路的容量。即便在信道估计存在误差的情况下，通过适当的功率控制，也能够有效抑制干扰。
多天线技术在感知无线电系统中的应用，不仅提高了频谱资源的使用效率，还为不同网络间的共存和互不干扰提供了可能。这一技术的应用前景广阔，有助于推动无线通信技术的进一步发展。
MIMO技术在感知无线电系统中的应用展现了其独特的优势，它不仅提高了频谱的利用率，而且确保了网络间互不干扰，极大地促进了无线通信技术的创新发展。在实际部署中，需要不断优化算法设计，提高系统性能，以满足不断增长的无线通信需求。同时，考虑到不同无线通信环境的复杂性，算法的设计和实施也需要兼顾系统的灵活性和鲁棒性。随着无线通信技术的不断进步，多天线技术在感知无线电系统中的应用将日益广泛，成为未来无线通信领域的重要研究方向。
