一种大小尺度衰落信道下宽带协作频谱感知方法，所述方法包括以下步骤：构建大小尺度衰落信道下宽带协作频谱感知系统模型；将频谱分成L个窄带频谱，并将次用户分成L个簇；在小尺度衰落信道下，利用多个簇分别感知不同的窄带频谱；在各个簇的簇头处采用“或准则”对各认知用户的信息进行融合和判决，完成簇内的频谱感知；各簇头将簇内的感知信息通过大尺度衰落信道发送到融合中心，融合中心对各窄带频谱的感知信息进行汇总，实现对宽带频谱的感知。本发明可以对宽带频谱进行感知；在大小尺度衰落信道环境下，具有良好的感知性能。