Aggressive frequency reuse alleviates the frequency-spectrum shortage in multibeam satellite systems targeting multi-Terabits-per-second throughput but creates harsh co-channel interference (CCI) environment. For forward-link, state-of-the-art receivers at user terminals assume memoryless CCI to avoid exponential increase in complexity. However, memory effects of CCI are inevitable, arising when co-channel signals combine asynchronously. First, we provide analytical characterization of CCI accounting for memory, a formulation that captures synchronization impairments. Then, low-complexity receivers, capable of realizing full frequency reuse, are developed to compensate for spatial and temporal CCI profiles, with computational complexity increasing linearly in the memory span. This is achieved by our novel soft-in soft-out, iterative divide-and-conquer (IDAC) paradigm, decomposing interference into smaller sets depending on intensity. A set is created from weak interferers which are not decoded but considered as thermal noise. The interferers which are decoded are further split into a set that subtracts strong ones and another set addressing intense interferers in optimal-Bayesian fashion. Extensive numerical studies reveal that IDAC architecture offers lossless compensation of dominant CCI with memory for beam-edge terminals, when rate coordination is guided by network information theory. Further, its performance is superior compared with approaches using iterative subtractive cancellation, commonly employed for return-link, random-access satellite applications.

中文翻译：

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多波束卫星系统中同信道干扰的高级迭代检测

积极的频率复用缓解了多波束卫星系统中的频谱短缺问题，其目标是每秒数兆比特的吞吐量，但会造成恶劣的同信道干扰 (CCI) 环境。对于前向链路，最先进的用户终端接收器假设无记忆 CCI 以避免复杂性呈指数级增长。然而，CCI 的记忆效应是不可避免的，当同信道信号异步组合时就会出现。首先，我们提供了对内存的 CCI 帐户的分析表征，这是一种捕获同步损伤的公式。然后，开发能够实现全频率重用的低复杂度接收器来补偿空间和时间 CCI 配置文件，计算复杂度在内存跨度中线性增加。这是通过我们新颖的 soft-in soft-out 实现的，迭代分而治之 (IDAC) 范式，根据强度将干扰分解为较小的集合。一组由未被解码但被视为热噪声的弱干扰源创建。被解码的干扰被进一步分成一组减去强干扰的组和另一组以最佳贝叶斯方式处理强干扰的组。大量的数值研究表明，当速率协调由网络信息理论指导时，IDAC 架构为波束边缘终端提供具有内存的主要 CCI 的无损补偿。此外，与通常用于返回链路、随机接入卫星应用的迭代减法抵消方法相比，其性能更优。一组由未被解码但被视为热噪声的弱干扰源创建。被解码的干扰被进一步分成一组减去强干扰的组和另一组以最佳贝叶斯方式处理强干扰的组。大量的数值研究表明，当速率协调由网络信息理论指导时，IDAC 架构为波束边缘终端提供具有内存的主要 CCI 的无损补偿。此外，与通常用于返回链路、随机接入卫星应用的迭代减法抵消方法相比，其性能更优。一组由未被解码但被视为热噪声的弱干扰源创建。被解码的干扰被进一步分成一组减去强干扰的组和另一组以最佳贝叶斯方式处理强干扰的组。大量的数值研究表明，当速率协调由网络信息理论指导时，IDAC 架构为波束边缘终端提供具有内存的主要 CCI 的无损补偿。此外，与通常用于返回链路、随机接入卫星应用的迭代减法抵消方法相比，其性能更优。被解码的干扰被进一步分成一组减去强干扰的组和另一组以最佳贝叶斯方式处理强干扰的组。大量的数值研究表明，当速率协调由网络信息理论指导时，IDAC 架构为波束边缘终端提供具有内存的主要 CCI 的无损补偿。此外，与通常用于返回链路、随机接入卫星应用的迭代减法抵消方法相比，其性能更优。被解码的干扰被进一步分成一组减去强干扰的组和另一组以最佳贝叶斯方式处理强干扰的组。大量的数值研究表明，当速率协调由网络信息理论指导时，IDAC 架构为波束边缘终端提供具有内存的主要 CCI 的无损补偿。此外，与通常用于返回链路、随机接入卫星应用的迭代减法抵消方法相比，其性能更优。