近年来,随着无线通信技术的快速发展和无线业务的拓展,更强大的移动设备和M2M (Machine to Machine)联接快速普及,特别是智能手机的广泛应用,引发了用户数量和通信数据流量等持续高速增长,可用的授权频谱不断的减少且趋于枯竭。可用的无线频谱资源的有限性被认为是制约5G、物联网、车辆网络等技术发展的瓶颈之一。根据文献研究发现,不同频段的利用率介于15%到85%之间,而且各频段利用率随时间和地域表现出很强的动态性。在授权频段内存在大量的白色区域,即使是非常拥挤的频段,如移动蜂窝通信频段,在个别时段也有闲置现象。为了保障无线通信产业的健康持续发展,迫切需要推动频谱资源的有效利用。认知无线电(Cognitive, Radio, CR)作为一种能够对频谱资源更加充分利用的新兴的无线通信技术,可以通过感知空闲的授权频谱,与授权用户共享授权频谱,因此,CR技术能够提高频谱的资源利率。路由技术作为认知无线网络(Cognitive Radio Network, CRN)的关键技术之一,由于CRN的环境的复杂性,使得CRN环境下的路由协议的研究面临许多新的挑战。因此,本文根据CRN的环境特点,借鉴传统成熟的路由协议,设计一种性能优越的路由协议。本文首先介绍了认知无线电技术的研究背景、现状和应用趋势、关键技术和国内外研究现状以及本文研究的目的和意义,然后对已有的CRN路由协议和传统的Ad Hoc网络的路由协议的优缺点进行分析,并对其中几种较为典型的路由度量进行设计、仿真和分析,确定本文的研究方向。其次,根据CRN的环境特点,综合考虑认知移动Ad Hoc网络中的频谱的动态性、节点的移动性、节点负载以及端到端的时延,提出了一种基于业务优先级的路由协议,该算法可以根据节点传输数据的类型对路由度量的权重因子进行调整,使其满足该类型数据传输的性能需求;在路由维护阶段,通过对节点的移动速度和链路状态进行预测,在链路由于认知节点的移动性导致断裂之前启动本地的路由修复过程,尽量避免因链路断裂而引起的数据分组的丢失。最后,通过NS2中的CRCN仿真平台进行各种性能的仿真和分析,从时延、吞吐量、分组投递率等性能指标证明了论文所设计的路由算法可以改善了网络的整体性能。