针对现有非合作功率控制博弈算法中存在用户“远近性公平”问题，在主次用户共享频谱的认知无线电上行链路中，给出一种基于代价函数的高效和公平的功率控制博弈算法。在该博弈模型中，代价函数的设定依据次用户接收端信号质量需满足次用户的服务质量要求。改进后的效用函数能够同时兼顾认知无线电系统的总吞吐量和次用户获取资源的公平性，并利用超模理论证明了该模型存在纳什均衡，然后得到求解发射功率纳什均衡解的迭代过程。仿真结果表明，相比已有的研究，该算法不仅能提高认知系统的吞吐量，还能降低发射功率，改善系统效用，而且兼顾了远近用户吞吐量的公平性。