近年来，认知无线网络技术得到快速发展。在认知无线网络中，二级用户不断的探测可用的频谱，在不干扰主用户的情况下，机会的接入和使用频谱。路由和频谱分配作为认知无线网络最为重要和有难度的研究点，需要更深入的研究。在这个背景下，本文针对认知无线网络，提出了一种新的MAC协议和一种新的路由选择算法，以降低认知无线网络的数据传输时延，增加网络的吞吐量。本文首先介绍了认知无线网络的由来和发展历程，然后简单介绍了目前国内外对认知无线网络的研究现状，分析了认知无线网络研究的热点和难点，并对认知无线网络相关技术做了阐述。然后，在对前人的研究进行总结和分析的基础上，提出了一种新的路由选择算法。在我们提出的算法中，源节点会采用类似经典的AODV路由协议算法的方式，建立到目的节点的路由。但是和传统的AODV算法不同，我们的算法中，每个节点会多次转发发往同一个目的节点的路由请求数据包，这使得目的节点能够收到从多个不同路径达到的路由请求包，从而反向建立多个到源节点的路由。我们的路由协议会根据节点要传送的业务类型不同而通过不同的路由选择算法来选择路由，对于实时性要求较高的业务，我们将路由选择过程和MAC协议中频谱选择结合起来，选择负载较小的路由，用最小的延时来传送数据，而对于普通业务，我们则更加注重链路的持久性，这样可以降低节点移动给路由带来的不稳定。仿真结果证明，我们的路由协议能够降低二级用户的降低端到端时延，增加网络吞吐量。另外，为了配合我们提出的路由协议，我们也提出了一种基于业务优先级的MAC协议，该协议能够在降低高优先级业务的端到端延时。