本发明属于认知无线通信中MIMO系统参数估计技术领域，公开了一种非高斯噪声干扰下的MIMO系统空时模式识别方法及系统，所述非高斯噪声干扰下的MIMO系统空时模式识别方法包括：利用广义互相关熵对观测信号进行处理，构建广义互相关熵特征矩阵；对所构造的广义互相关熵矩阵进行分解，分别提取峰值特征矩阵和误差矩阵；通过利用峰值矩阵构造检测统计量，利用误差矩阵设计检测门限，并采用判决树分类器依次识别四种空时模式。本发明的非高斯噪声干扰下MIMO系统空时模式识别方法效果较好，可有效实现高斯噪声和非高斯噪声干扰条件下MIMO‑OFDM系统空时模式识别。当信噪比高于2dB时，本发明正确识别概率达到90％以上。