随着科技的高速发展,如手机、手表等便携的智能终端设备越来越多,同时,物联网(Io T,Internet of Things)的提出和发展使万物互联成为可能,这些智能设备和传感器加大了人们对于通信系统中可同时接入的设备数量的需求。在频谱资源稀缺的前提条件下,研究先进的频谱接入和功率分配技术可以有效改善频谱效率。同时,在通信系统中进行功率分配,往往会因功率分配不完全而产生剩余功率,对剩余功率进行再分配,可以在不浪费功率的同时进一步提高系统的性能。功率域非正交多址接入(NOMA,Non-Orthogonal Multiple Access)允许多个同时、同频、同码的用户在功率域复用,可以显著提高频谱效率。另一方面,认知无线电(CR,Cognitive Radio)技术允许从用户在干扰抑制的前提下,与主用户共享频谱,同样可以起到节约通信资源的作用。显然,CR和NOMA两种技术可以通过合理的功率分配进行结合,以达到提升频谱效率,接入更多用户数的效果。对于基于NOMA的CR网络,需要统筹考虑主从用户间的干扰,主从用户各自的质量要求(Qo S,Quality of Service)以及用户间的连续干扰抵消(SIC,Successive Interference Cancellation)约束等,因此在CR-NOMA中的功率分配问题就显得较为复杂,现有的研究CR-NOMA的文献存在一些不足,几乎都没有考虑主网络的情况,主用户不同的接入方式对从用户产生的要求是不同的,针对上述不足,如何最大化可接入的设备数量并提升用户的Qo S具有重要的研究意义,本文因此开展CR-NOMA网络中功率分配技术研究,本文主要工作与创新如下:(1)通常,在频谱资源和总功率都固定的约束前提下,如果系统中的每个用户都能保证其Qo S,则系统中可以接入的最大的用户数,可以作为一个无线通信网络性能的评价指标。本文提出了一种针对CR-NOMA网络的功率分配策略,把该系统中最多可以接入的从用户数作为优化目标。本文考虑主从用户均采用NOMA的方式接入系统,以下行通信为主(此场景一般功率大,约束严格),严格限制从基站对主用户产生的干扰。而从用户会受到来自主基站和从用户内部的干扰。本文采用分步迭代对最优化问题进行求解,并导出了迭代求解的终止条件,与动态功率分配算法中常用的分数发送功率控制(FTPC,Fractional Transmit Power Control)以及正交多址的CR-OMA相比,仿真结果表明,本文提出的功率分配策略可以接入更多的从用户数量,并且从用户最大可接入的数量会随着主从用户各通信参数的变化而变化。(2)CR-NOMA网络经过第一阶段的功率分配之后,系统中实现了最多数量的从用户的接入,但是从基站会产生剩余功率,虽然这部分功率不足以接入下一个从用户,但是可以将这部分功率进行二次利用,提升已接入系统中的从用户的服务质量即SINR。本文从公平性的角度出发,对从基站的剩余功率进行再分配,在第一阶段考虑了主从网络各通信参数的前提下,提升系统中已接入的从用户的SINR。由于优化问题是非凸的,直接求解较为困难,本文通过引入可变的参数,将优化目标函数的上水平集用一组凸函数的0-上水平集来替换表示,从而将非凸优化问题转换为凸可行性问题,并利用二分法求解其最优值。仿真结果表示,从基站剩余功率的再分配可以实现功率的充分利用,对接入系统中的从用户而言,可以较为明显地提升其服务质量,与阶段性提升方案相比,本文分配策略的提升效果更优。