近些年随着非授权频段上设备及应用的迅速增多,非授权频段上的通信变的非常拥挤。然而,有很大一部分的授权频谱严重地利用不足。认知无线电的提出就是为了解决无线通信中频谱资源利用不平衡的问题。认知无线电使得次级用户能够在特定情况下使用授权频谱。由于认知无线电网络中次级用户可使用的频段是随时间不断变化的。因此,在为认知无线电网络设计路由算法时,会经历很多的难处。本文重点对认知无线电网络中的合作路由问题进行了详细深入的研究。本文首先从认知无线电网络的设备花费,次级用户的频谱需求量及能量有效性等因素出发,提出了一种改进型的认知无线电网络体系结构。在此基础上,本文考虑到多跳路由路径的必要性及路由路径稳定性问题,将认知无线电网络中的合作路由问题与联盟图博弈相结合,提出了一个新的多跳合作路由算法。本文详细阐述了改进型认知无线电网络中节点之间的联盟构造方式及联盟收益分配方式。联盟构造方式和联盟中总收益的分配方式都是基于图论的。本文从理论上证明了改进型多跳合作路由算法的稳定性。最终,本文使用基于Matlab/Simulink的TRUETIME仿真器对本文提出的改进型认知无线电网络体系结构及改进型多跳合作路由算法进行了实验仿真。通过仿真实验结果,我们可以观察到改进型认知无线电网络的体系结构及改进型合作路由算法的优势所在。