功率控制在无线通信系统的资源分配中占有重要的地位。发射机的功率会影响链路信号质量和无线系统的干扰环境,有效的功率控制可以降低干扰和能耗,提高系统的容量。功率控制的目标是在为每个用户提供可接受的服务质量的同时尽量减少对其他用户的干扰。论文首先介绍功率控制的目的、意义、功率控制准则和功率控制方法与控制方式,结合WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA系统以及LTE系统论文介绍和说明了功率控制在实际的移动通信系统中的具体应用,最后分析和介绍了影响功率控制性能的时延、误码率、移动速度等关键因素。论文在介绍博弈的定义、三要素、各种分类以及纳什均衡的基础上,引出了基于博弈论的功率控制模型,并对基于信干比平衡准则、引入线性定价函数和基于能效准则的经典博弈功率控制方法进行了仿真分析和比较。然后论文深入讨论了基于非协作博弈论的功率控制技术,并重点研究基于时延约束和定价机制的非协作博弈功率控制和非协作博弈功率与速率的联合控制算法。在传统的非协作博弈功率控制NPG中,每个用户都尽可能最大化自己的效用而忽略了由此给其他用户带来的影响,此时的博弈的纳什均衡效率很低。采用基于定价机制的非协作博弈功率控制算法NPGP相对于非协作博弈功率控制NPG,由于引入代价函数,博弈中的用户总是在争取最大利润的同时尽量地降低发射功率,即通过引入代价函数,可以隐含地使用户合作却不改变功率控制的非合作特性,改进帕累托区域中NPG的均衡效用。但是已有的NPGP算法设定条件过于严苛(假设每次传输都能被接收端正确接收),且考虑的环境过于简单(如仅考虑仿真单小区系统)。为此论文研究了一种适用于多小区中基于时延约束和定价机制的非协作博弈功率控制算法DNPGP算法。论文从改进效用函数入手,研究改进非协作博弈功率速率联合控制的有效途径。首先,在实际系统中时延越大,传输状况越差,论文提出将传输时延转换成对应的SIR约束。其次,论文在SIR中考虑了多小区干扰因素,并针对传统NPGP采用非相干FSK调制方式效率低的缺点,论文采用与PSK相近的有效函数。最后,论文改进了传统NPGP算法中的代价函数。在传统NPGP算法中,代价函数只考虑了自身发射功率,将自身发射功率作为惩罚来控制用户功率不能一味提高从而陷入恶性循环,论文在构建新的代价函数时不仅考虑自身发射功率,也同时考虑了其他用户的干扰和目标SIR,当用户受到的干扰较大时其受到的惩罚应该下降从而提高发射功率,当用户所获得的SIR与目标SIR偏离越大其受到的惩罚就越大从而降低发射功率以接近目标SIR。论文的仿真验证结果表明,尽管时延的引入会在一定程度上影响DNPGP算法性能,但是由于DNGPG算法采用了新的有效函数和代价函数,DNPGP算法相较NPGP仍具有更好的性能。传统的非协作博弈功率控制只分析了功率控制,如何满足数据传输速率约束下有效的功率控制是非协作博弈功率控制中的另一个关键问题。论文在非协作博弈功率控制研究的基础上,研究了改进了同时对功率和速率进行控制的DNPRGP算法。该算法是在时延约束下基于代价的非协作博弈功率控制DNPGP的基础上,同时对速率进行控制,该算法基于目标SIR,根据目标SIR来动态的调整用户的发射功率和速率,这样就可以减少不必要的资源消耗,同时能够保证用户的效益和传输质量。仿真结果表明,联合功率和速率控制的DNPRGP算法相较于固定速率的DNPGP算法大致弥补了时延带来的负效果,得到系统中各用户最佳数据传输速率和达到服务质量所需的最小发射功率,更适应系统的要求,具有更好的性能。