Precoding in multigateway multibeam satellite systems

This paper considers a multigateway multibeam satellite system with multiple feeds per beam. In these systems, each gateway serves a set of beams (cluster) so that the overall data traffic is generated at different geographical areas. Full frequency reuse among beams is considered so that interferen...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores: Joroughi, Vahid, Vazquez, Miguel Angel, Pérez Neira, Ana Isabel|||0000-0003-4281-3934
Tipo de recurso: artículo
Fecha de publicación:2016
País:España
Institución:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
Repositorio:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:upcommons.upc.edu:2117/102841
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2117/102841
https://dx.doi.org/10.1109/TWC.2016.2550023
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Artificial satellites in telecommunication
Broadband communication systems
MIMO precoding
Multibeam satellite systems
Multigateway transmission
Satèl·lits artificials en telecomunicació
Telecomunicació de banda ampla, Sistemes de
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Radiocomunicació i exploració electromagnètica::Satèl·lits i ràdioenllaços
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Radiocomunicació i exploració electromagnètica::Radiodifusió per ràdio
id ES_bbde8cc644a1217a76b968ddcd6d0f44
oai_identifier_str oai:upcommons.upc.edu:2117/102841
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
spelling Precoding in multigateway multibeam satellite systemsJoroughi, VahidVazquez, Miguel AngelPérez Neira, Ana Isabel|||0000-0003-4281-3934Artificial satellites in telecommunicationBroadband communication systemsMIMO precodingMultibeam satellite systemsMultigateway transmissionSatèl·lits artificials en telecomunicacióTelecomunicació de banda ampla, Sistemes deÀrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Radiocomunicació i exploració electromagnètica::Satèl·lits i ràdioenllaçosÀrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Radiocomunicació i exploració electromagnètica::Radiodifusió per ràdioThis paper considers a multigateway multibeam satellite system with multiple feeds per beam. In these systems, each gateway serves a set of beams (cluster) so that the overall data traffic is generated at different geographical areas. Full frequency reuse among beams is considered so that interference mitigation techniques are mandatory. Precisely, this paper aims at designing the precoding scheme which, in contrast to single gateway schemes, entails two main challenges. First, the precoding matrix shall be separated into feed groups assigned to each gateway. Second, complete channel state information (CSI) is required at each gateway, leading to a large communication overhead. In order to solve these problems, a design based on a regularized singular value block decomposition of the channel matrix is presented so that both intercluster (i.e., beams of different clusters) and intracluster (i.e., beams of the same cluster) interference is minimized. In addition, different gateway cooperative schemes are analyzed in order to keep the inter-gateway communication low. Furthermore, the impact of the feeder link interference (i.e., interference between different feeder links) is analyzed and it is shown both numerically and analytically that the system performance is reduced severely whenever this interference occurs even though precoding reverts this additional interference. Finally, multicast transmission is also considered. Numerical simulations are shown considering the latest fixed broadband communication standard DVB-S2X so that the quantized feedback effect is evaluated. The proposed precoding technique results to achieve a performance close to the single gateway operation even when the cooperation among gateways is low.20162016-07-0120172017-03-24journal articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501AMhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aainfo:eu-repo/semantics/articleapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/2117/102841https://dx.doi.org/10.1109/TWC.2016.2550023reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCinstname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)Inglésengopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessoai:upcommons.upc.edu:2117/1028412026-05-27T15:37:01Z
dc.title.none.fl_str_mv Precoding in multigateway multibeam satellite systems
title Precoding in multigateway multibeam satellite systems
spellingShingle Precoding in multigateway multibeam satellite systems
Joroughi, Vahid
Artificial satellites in telecommunication
Broadband communication systems
MIMO precoding
Multibeam satellite systems
Multigateway transmission
Satèl·lits artificials en telecomunicació
Telecomunicació de banda ampla, Sistemes de
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Radiocomunicació i exploració electromagnètica::Satèl·lits i ràdioenllaços
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Radiocomunicació i exploració electromagnètica::Radiodifusió per ràdio
title_short Precoding in multigateway multibeam satellite systems
title_full Precoding in multigateway multibeam satellite systems
title_fullStr Precoding in multigateway multibeam satellite systems
title_full_unstemmed Precoding in multigateway multibeam satellite systems
title_sort Precoding in multigateway multibeam satellite systems
dc.creator.none.fl_str_mv Joroughi, Vahid
Vazquez, Miguel Angel
Pérez Neira, Ana Isabel|||0000-0003-4281-3934
author Joroughi, Vahid
author_facet Joroughi, Vahid
Vazquez, Miguel Angel
Pérez Neira, Ana Isabel|||0000-0003-4281-3934
author_role author
author2 Vazquez, Miguel Angel
Pérez Neira, Ana Isabel|||0000-0003-4281-3934
author2_role author
author
dc.subject.none.fl_str_mv Artificial satellites in telecommunication
Broadband communication systems
MIMO precoding
Multibeam satellite systems
Multigateway transmission
Satèl·lits artificials en telecomunicació
Telecomunicació de banda ampla, Sistemes de
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Radiocomunicació i exploració electromagnètica::Satèl·lits i ràdioenllaços
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Radiocomunicació i exploració electromagnètica::Radiodifusió per ràdio
topic Artificial satellites in telecommunication
Broadband communication systems
MIMO precoding
Multibeam satellite systems
Multigateway transmission
Satèl·lits artificials en telecomunicació
Telecomunicació de banda ampla, Sistemes de
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Radiocomunicació i exploració electromagnètica::Satèl·lits i ràdioenllaços
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria de la telecomunicació::Radiocomunicació i exploració electromagnètica::Radiodifusió per ràdio
description This paper considers a multigateway multibeam satellite system with multiple feeds per beam. In these systems, each gateway serves a set of beams (cluster) so that the overall data traffic is generated at different geographical areas. Full frequency reuse among beams is considered so that interference mitigation techniques are mandatory. Precisely, this paper aims at designing the precoding scheme which, in contrast to single gateway schemes, entails two main challenges. First, the precoding matrix shall be separated into feed groups assigned to each gateway. Second, complete channel state information (CSI) is required at each gateway, leading to a large communication overhead. In order to solve these problems, a design based on a regularized singular value block decomposition of the channel matrix is presented so that both intercluster (i.e., beams of different clusters) and intracluster (i.e., beams of the same cluster) interference is minimized. In addition, different gateway cooperative schemes are analyzed in order to keep the inter-gateway communication low. Furthermore, the impact of the feeder link interference (i.e., interference between different feeder links) is analyzed and it is shown both numerically and analytically that the system performance is reduced severely whenever this interference occurs even though precoding reverts this additional interference. Finally, multicast transmission is also considered. Numerical simulations are shown considering the latest fixed broadband communication standard DVB-S2X so that the quantized feedback effect is evaluated. The proposed precoding technique results to achieve a performance close to the single gateway operation even when the cooperation among gateways is low.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016
2016-07-01
2017
2017-03-24
dc.type.none.fl_str_mv journal article
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
AM
http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
format article
dc.identifier.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/2117/102841
https://dx.doi.org/10.1109/TWC.2016.2550023
url https://hdl.handle.net/2117/102841
https://dx.doi.org/10.1109/TWC.2016.2550023
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
eng
language_invalid_str_mv Inglés
language eng
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
instname:Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
instname_str Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
reponame_str UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
collection UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869418063763341312
score 15,300719

Similares en LA Referencia