Cognitive Radio for Ka Band Satellite Communications

Abstract

Abstract-The satellite communication data traffic is increasing dramatically over the coming years. High throughput multibeam satellite networks in Ka band are potentially able to accommodate the upcoming high data rate demands. However, there is only 500 MHz of exclusive band for download and the same amount for upload. This spectrum shortage impose a barrier in order to satisfy the increasing demands. Cognitive satellite communication in Ka band is considered in this paper in order to potentially provide an additional 4.4 GHz bandwidth for downlink and uplink fixed-satellite-services. In this way, it is expected that the problem of spectrum scarcity for future generation of satellite networks is alleviated to a great extent. The underlying scenarios and enabling techniques are discussed in detail, and finally we investigate the implementation issues related to the considered techniques.

Frequency sharing between satellite and terrestrial systems in the Ka band: A database approach

“…In CoRaSat several techniques have been investigated [18,19]. Spectrum sensing can be used as a one off at the FSS installation, continuously in the FSS terminal or augmenting a data base to improve accuracy.…”

Cognitive spectrum utilization in Ka band multibeam satellite communications

“…Spectrum awareness in turn can be obtained through databases and spectrum sensing. When the spectrum opportunities are known from databases or spectrum sensing, the remaining problem is how to allocate the available carriers in order to optimize the system performance [3].…”

Mapa De Ambiente De Rádio Baseado Na Probabilidade De Detecção Para Uso Em Sistemas Cognitivos De Alta Densidade Do Serviço Fixo Por Satélite

“…Como resultado desta questão, foram realizados estudos que produziram, inicialmente, a Recomendação UIT-R S.1594 [23] Com relação ao cenário FS/HDFSS, os terminais do sistema HDFSS podem potencialmente empregar técnicas de sensoriamento de espectro para obter informação sobre a potencial interferência produzida por enlaces do serviço FS em sua localização geográfica, identificando os canais de frequência disponíveis [13]. Assumindo que a sensibilidade da técnica de sensoriamento de espectro utilizada pelo terminal HDFSS é o suficientemente alta para detectar se a interferência produzida pelos enlaces FS é maior ou menor que o nível máximo de interferência que o terminal HDFSS pode tolerar, a decisão sobre a disponibilidade do canal poderia ser feita com base apenas na observação feita [12] por este terminal.…”

“…Quando se trata do cenário FS/HDFSS os terminais do sistema HDFSS podem potencialmente empregar técnicas de sensoriamento de espectro para obter informação sobre a interferência produzida por enlaces do serviço FS em sua localização geográfica especifica, identificando os canais de frequência disponíveis para eles usarem [13]. Assumindo que a sensibilidade da técnica de sensoriamento de espectro é suficientemente alta para detectar o nível máximo de interferência que o terminal HDFSS pode tolerar, a decisão (identificação de canais disponíveis de frequência) pode ser baseada unicamente na observação do sensoriamento de espectro feita pelo próprio terminal [12].…”

“…Toda esta informação é centralizada em um Centro de Base de Dados (DBC -Data Base Center) que, utilizando modelos de propagação conhecidos, calcula a interferência produzida pelos transmissores FS em qualquer ponto da região geográfica de interesse. Desta forma os terminais HDFSS podem consultar o DBC a fim de verificar os canais de frequência que não estão expostos à interferência prejudicial do FS [12,19]. Embora eficiente, esta técnica requer informação detalhada e confiável sobre os enlaces do FS, que pode não estar disponível devido a informações imprecisas ou incompletas ou mesmo devido a restrições de confidencialidade.…”