汪 晴，石盛超，边东明，朱宏鹏，唐璟宇

0 引 言

卫星通信覆盖范围广、应用场景多样，在未来的无线通信网络中扮演着越来越重要的角色。特别是在偏远地区和应急通信、救灾场合，卫星通信相较于地面系统的优越性更加明显[1]。但是，随着宽带多媒体业务的逐渐增多，卫星通信系统中频谱资源紧缺的问题愈发明显。为了解决这个问题，研究人员展开了很多切实有效的研究。其中，将认知无线电（Cognitive Radio，CR）技术[2]应用到卫星通信系统被认为是一项很有前景的工作[3]。

在众多的认知技术中，由于易于实现且可得到较高的频谱效率，underlay技术被广泛应用于各种认知无线电网络中。这种技术中，主用户可以和次级用户同时工作在同样的频段上[4-5]。但是，要使用underlay技术必须满足一个前提：次级用户的工作不会影响主用户的正常工作，即次级用户带来的干扰必须维持在一个能够接受的门限以下。所以，次级用户的功率控制问题是认知网络亟需解决的问题。当卫星系统作为次级用户系统时，文献[6-7]研究了上行链路场景下卫星用户的最优功率控制问题，其中的主用户系统分别是地面移动系统和地面固定业务系统。当卫星作为主用户系统时，文献[8]研究了在下行链路条件下，地面次级用户的功率控制问题。但是，文献[8]中的目标函数选择的是有效容量。随着绿色通信概念的产生，人们越来越关注通信系统中的环境影响和能量消耗问题[9]。文献[10]解决了通信卫星中的最佳能量分配和接入控制问题。……