Satellite systems can efficiently utilize expensive and limited bandwidth and power resources, by reusing frequency bands over multibeams with provision of optimum resource allocation. This paper provides comparative analysis on the resource allocation schemes for frequency reusing multibeam satellite systems under interference-limited condition. After reviewing recent works on machine learning-aided schemes, we propose a new idea to enhance the performance. The performance estimation results investigated in this paper reveal that the proposed scheme can enhance the performance compared to the existing method.

Satellite systems serve as a crucial tool for non-terrestrial networks, offering a solution to areas where terrestrial network coverage is limited. With the advanced capabilities of modern satellite systems that leverage frequency reuse across multiple beams, the provision of efficient 6G services becomes possible worldwide. However, achieving this efficiency requires an optimal resource allocation (RA) strategy that considers the interference-limited environment and the constraints of limited power and bandwidth. This research paper provides a comprehensive review of existing studies on RA problems in interference-limited multi-beam satellite systems, specifically exploring low-complexity methods. The paper thoroughly investigates the operational principles underlying various RA methods that use simple machine learning algorithms. Additionally, it conducts an in-depth analysis of the advantages and disadvantages associated with these methods. To validate the effectiveness of the proposed low-complexity techniques, the paper presents simulation results obtained from a multi-beam satellite system operating in a Low Earth Orbit (LEO). These results serve as evidence for the efficacy of employing simple RA methods based on linear machine learning.

This paper delves into an analysis of the performance of a resource allocation scheme that harnesses beam-hopping technology within a low Earth orbit (LEO) satellite system, all within the confines of an interference-limited scenario. The primary concern lies in ensuring that the operation of the LEO system does not inadvertently trigger radio interference with the geostationary Earth orbit (GEO) satellite network, particularly when both systems share the same frequency band. Given the intricate interplay of multiple system parameters, this paper not only presents simulation outcomes contingent on varying separation distances and antenna gain characteristics but also offers a comprehensive analysis of these results. Beyond the present investigation, the paper also highlights potential avenues for future studies in this realm.

In the context of the fifth generation (5G) and beyond wireless systems, non-terrestrial networks (NTNs) are expected to play a crucial role in supporting ubiquitous connectivity and ensuring service availability, reliability, and responsiveness. In the deployed NTNs, the Ka-band is extensively utilized to support the growing demand for high-speed and high-capacity communications. This work aims to illustrate the utilization of the Ka-band for consideration in the design of spectral-efficient NTNs. First, we provide an extensive overview of NTNs, with a specific emphasis on joint spectrum management within these networks. Then, we present the current utilization of the Ka-band in various systems, such as satellite and terrestrial systems. Finally, we discuss technical challenges in deploying NTNs with the Kaband and explore potential solutions to address these challenges.

위성산업 분야는 매년 꾸준히 수익이 증대되어 오고 있으며, 새로운 위성 서비스 제공을 위한 다양한 위성시스템의 활용을 시도하고 있다는 점을 고려하여, 본 논문에서는 먼저 글로벌 위성산업 발전과 트렌드를 분석하였다. 이러한 위성의 활용을 위해서는 위성 궤도 및 주파수가 필수적으로 요구되는 자원이므로 비정지 및 정지궤도를 이용하는 위성망 또는 위성시스템의 주파수 이용 및 국제등록 현황을 분석하였고, 또한 위성 궤도 및 주파수 자원의 이용과 관련된 국제 규정의 최근 개정 동향을 분석하였으며, 우리나라 인접 국가들의 위성 이용 현황을 고려하여 우리 정부가 인식해야 할 시사점을 제시하였다.

국제전기통신연합 권고서 P.452는 간섭평가를 위한 전파모델이고, P.2001은 일반적인 장거리 전파모델이다. 두 권고서는 목적은 다르지만, 경로 감쇠 모델이 같거나 거의 비슷하여, 결과가 비슷하게 나온다. 그래서 차이점을 분석하여 활용도가 타당한지 확인하려고 한다. 본 논문에서는 P.452와 P.2001의 차이점을 경로별 전파모델 간의 수식 비교와 지형 프로파일을 사용한 시뮬레이션을 통하여 분석하였다.

최근 우리나라는 증가하는 모바일 트래픽 수요를 감당하기 위해 최대한 많은 주파수대역을 확보하기 위해 노력하고 있다. 우리나라가 확보하기 위해 노력하고 있는 주파수 대역 중, 2.1GHz 대역은 이동시스템과 위성시스템의 공동사용이 허가된 대역이다. 그러므로 이동시스템을 사용하는 국가의 인접국이 동대역에 위성시스템을 운용하는 경우 전파 간섭이 발생할 수 있으므로 적절한 간섭평가방법이 필요하다. 현재 대부분의 간섭은 최소결합손실방법으로 평가되고 있기 때문에 실제의 간섭수준을 잘 표현하지 못하는 경우가 많다. 이 논문에서 우리는, 몬테-카를로방법을 이용해 두 시스템의 공존가능성을 평가하기 위한 모의실험 방법을 제안한다. 또한, 모의실험을 통해 간섭평가 결과를 제공했다.

The Earth Station in Motion (ESIM) system is one of the most modern satellite systems, providing high-speed and high-capacity communication with mobility. To operate the ESIM in the Ka-band, a compatibility study with incumbent services should be considered for the protection of existing services. This paper provides a methodology to assess the interference from ESIM to an FS in the same Ka-band, taking into account the antenna pointing errors occurred inevitably by the tracking antenna system of the ESIM. Based on a point-to-point interference scenario, the simulation results show the interference distributions according to the elevation angles of the ESIM and the distances between the ESIM and FS. In addition, a separation distance of up to 38 km should be guaranteed for protecting a victim FS receiver taking the results of simulation into consideration.

본 논문에서는 위성/지상 겸용 망에서 위성 망과 지상 망간 주파수를 효율적으로 공유할 수 있도록 기여하는 최적의 자원 할당 방식에 대한 성능을 비교 분석한다. 제안된 방식은 동일한 주파수를 사용하는 위성 빔과 인접 빔 내 지상 셀 시스템 간 발생할 수 있는 간섭을 경감시킴과 동시에 망 내 발생한 트래픽 요구량을 만족시키기 위해 필요한 전력을 최적화하여 주파수 자원 이용 효율을 향상시킬 수 있다. 이와 같은 겸용 망에서는 각 시스템 간 상이한 트래픽 환경 및 업/하향링크 환경에 따라 주파수를 공유하는 위성과 지상 시스템 간 간섭 환경이 달라질 수 있다. 따라서 본 논문에서는 위성/지상 겸용 망에서의 업/하향링크 환경을 가정한 성능을 비교 분석함으로써 보다 실제 통신 환경에서의 제안된 알고리즘에 대한 성능의 우수성을 보인다. In this paper, we propose an efficient resource allocation scheme for the integrated satellite/terrestrial networks. The proposed scheme is a frequency sharing technique to mitigate the inter-component interferences which can be generated between a satellite beam and terrestrial cells that are operated in the same frequency. The proposed dynamic resource allocation scheme can mitigate the total inter-component interference by optimizing the total transmission power and it can expect a result of which can lead to an increase in capacity. In such a system, the interference situation can be affected by the distributed traffic demands or up/down link communications environments. In this point of view, we evaluate the performance of the total consumed power, the amount of inter-component interference with respect to different traffic distributions and interference environments between the satellite beam and terrestrial systems.