The Activities and Program of the American Association of Law Libraries

Denna rapport kommer att behandla konstruktion och design av ett småskaligt portabelt solvärmesystem. Rapportens första del är en teoretisk referensram som ligger till grund för byggandet av en prototyp av den behandlade solvärmetypen som har testats för att se vilken prestanda som uppnåtts och hur systemet förhåller sig till en given målfunktion. Prototypen togs fram med hjälp av produktutvecklingsmetodik, vilken även finns utförligt förklarad i rapporten. Verkningsgraden för den byggda prototypen beräknades efter tester till 65 % och är dimensionerad för 70 liter vatten. Solvärmesystemet som uppvärmningsalternativ och dess konkurrenskraft bland andra uppvärmningsalternativ har också studerats och slutsatsen dragits att solvärme har många miljömässigt positiva aspekter men lång pay off-tid per utvunnen kWh vilket gör att det kan anses som ett mindre attraktivt alternativ i Sverige jämfört med länder med högre solinstrålning

LEO-PNT With Starlink: Development of a Burst Detection Algorithm Based on Signal Measurements

Due to the strong dependency of our societies onGlobal Navigation Satellite Systems and their vulnerability to outages, there is an urgent need for additional navigation systems. A possible approach for such an additional system uses the communication signals of the emerging LEO satellite mega-constellations as signals of opportunity. The Doppler shift of those signals is leveraged to calculate positioning, navigation and timing information. Therefore the signals have to be detected and the frequency has to be estimated. In this paper, we present the results of Starlink signal measurements. The results are used to develope a novel correlation-based detection algorithm for Starlink burst signals. The carrier frequency of the detected bursts is measured and the attainable positioning accuracy is estimated. It is shown, that the presented algorithms are applicable for a navigation solution in an operationally relevant setup using an omnidirectional antenna

Spectral Correlation for Signal Presence Detection and Frequency Acquisition of Small Satellites

17 USC 105 interim-entered record; under temporary embargo.Challenges in interference-limited satellite detection arising from the low-earth orbit (LEO) and the Industrial, Scientific and Medical (ISM) frequency bands are addressed. In particular, a novel signal presence detector based on cyclostationary signal properties is proposed and analyzed for a low signal-to-noise-plus-interference ratio (SINR) regime. The performance of the proposed detector, which is applicable to various small-satellite scenarios, is evaluated on both simulated and real-world measurement data. This measurement data has been collected from the scientific satellite mission “Picosats Realizing Orbital Propagation Calibrations using Beacon Emitters” (PROPCUBE).U.S. Government affiliation is unstated in article text

NeSC – NewSpace Communications

Im Rahmen des derzeit stark wachsenden kommerziellen NewSpace-Sektors werden neue Kommunikationssysteme entwickelt – sogenannte „Non-Terrestrial Networks“ (NTN), welche zunehmend auf NewSpace Communications (NeSC)-Systemansätzen basieren. Diese sollen die existierenden terrestrischen Mobilfunk- und leitungsgebundenen Netze zur Sprach-, Video- und Datenkommunikation ergänzen, und damit globale Verfügbarkeit und Omnipräsenz ermöglichen. Die Kombination aus terrestrischen und satellitengestützten Systemen wird die Zuverlässigkeit und räumliche Verfügbarkeit von Kommunikationssystemen insgesamt maßgeblich erhöhen. Als satellitengestützte Kommunikationsplattformen werden hierzu in erster Linie Satelliten-Mega-Constellations (MC) im niedrigen Erdorbit (LEO) entwickelt. Aber auch weiterentwickelte geostationäre Systeme (sog. Very High Throughput Satellites, VHTS) und stratosphärische Träger (High Altitude Platform Systems – HAPS) dienen als Kommunikationsknoten. Eine Vernetzung von Systemen in verschiedenen Orbits bzw. Flughöhen bietet dabei weitere Vorteile, wie z.B. die Kombination von hoher Abdeckung und Sichtbarkeit mit günstigen Linkdistanzen und Frequenzwiederverwendbarkeit. Satellitensysteme können auch mit terrestrischen Kommunikationsnetzen integriert werden. Die Versorgung großer und unterversorgter Gebiete mit Satellitenkommunikation bietet technische und finanzielle Vorteile. Dagegen ist es technisch nicht möglich, die Bevölkerung bzw. Nutzer eines Ballungsgebiets mit Hochgeschwindigkeits-Datendiensten ausschließlich mit LEO-MC basierten Systemen zu versorgen. Die fortschreitende Erweiterung der Nutzung von öffentlichen Kommunikationsnetzen einschließlich NTN-Systemen durch die Digitalisierung von Gesellschaft, Staat und Wirtschaft, von persönlich-kommerziellen auf sicherheitsrelevante Bedarfe für Infrastruktur und Versorgung (wie Energie, Wasser, Bahn, PKW, Gütertransport, Flugverkehr oder behördliche Kommunikation) ist zwingend und uneingeschränkt resilient zu gestalten. Hier bieten weltraumgestützte Netze den großen Vorteil eines weiteren parallelen Kommunikationswegs, um absichtlichen Manipulationen und Störungen auszuweichen. Allerdings ergibt sich in Zusammenhang mit LEO-basierten Satellitennetzen das Risiko, dass es durch die stark zunehmende Anzahl mit Tausenden von kostengünstigen LEO-MC-Satelliten in den knappen Erdumlaufbahnen zu Kollisionen kommt und funktionsuntüchtige Satelliten nicht gezielt aus dem Orbit entfernt werden. Dies kann die institutionelle (Erdbeobachtung, wissenschaftliche Erprobung, Sicherheit) wie auch die astronautische Raumfahrt gefährden. Eine Abhängigkeit Deutschlands und Europas von nicht-europäischen weltraumgestützten und im Wesentlichen kommerziellen Diensten und Systemen sollte bei NeSC vermieden werden, da sie zu den kritischen Infrastrukturen zählen. Die ausschließliche Nutzung und ggf. gar Förderung der technischen und weltraumrechtlichen Entwicklungen aus dem asiatischen und amerikanischen Raum darf für Deutschland und für die EU keine Option sein. Somit benötigt Europa zur Verbesserung der technologischen Souveränität eine eigene weltraum- und stratosphärengestützte Infrastruktur für Anwendungen wie die Ergänzung terrestrischer öffentlicher und privater Kommunikationsinfrastruktur, Anwendungen des globalen Internet-of-Things (IoT), Grenzüberwachung und Sicherung globaler Aufklärungskapazitäten. Die Erfahrungen der ersten Generation von LEO-MCs wie die Wahl ungünstiger Orbits bezüglich der Kollisionsrisiken trotz wirtschaftlicher Vorteile müssen dabei berücksichtigt werden. Mithin kann der zeitverzögerte deutsche und europäische Einstieg in diesem Sinne Vorteile bieten. Wir zeigen in diesem Positionspapier die Eigenschaften und technischen Randbedingungen von NeSC-Systemen auf, beschreiben aktuelle Systemlösungen und Marktteilnehmer, Chancen und Herausforderungen der NeSC-Konzepte und geben abschließend Handlungsempfehlungen für Forschung, Entwicklung und Realisierung von NeSC-Systemen

Field Trial on 5G New Radio Over Satellite

5G New Radio (NR) is the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) radio access technology for the next generation mobile communications network. A major evolution of 5G constitutes the integration of non-terrestrial networks including geostationary and low Earth orbit satellites. The seamless integration of satellites in the terrestrial mobile network requires significant adaptations within the radio access network and the development of new features in the core network to cope with the specific satellite channel characteristics. To date, the 5G control and data plane has been standardized to handle only continuous backhaul communication between the network components. However, a mobile satellite enabled next generation Node B (gNB) located in a vehicle or in a moving aerial platform needs to be able to handle frequent backhaul outages of various duration as well as longer signal delays as opposed to short terrestrial connections via fiber. In this paper, we report the results of an over-the-air (OTA) field trial comprising a mobile edge node connected to the 5G standalone core network components over a geostationary satellite. We analyze Transmission Control Protocol (TCP) acceleration and GPRS Tunneling Protocol (GTP)/TCP/Internet Protocol (IP) header compression features through the GTP. Moreover, the influence of short and long interruptions in the communication between the edge node and the central components on the entire system performance is investigated. The header compression and TCP acceleration modules were implemented on the satellite modems and are now part of the protocol stack of these devices. The results show up to 12% higher data rates for the 5G user equipment (UE), on a 1.5 MHz single carrier return link compared to deactivated TCP acceleration and header compression. We increased the data rate by 20% on the 4.5 MHz DVB-S2X forward link between the UE and 5G core. Moreover, our measurements reveal that even satellite-enabled gNB mobility is possible with the current Release 15 standard. After a short outage of the satellite connection due to shadowing, the UE can successfully re-establish the user plane connection to the core network. Our results will facilitate the full integration of satellite components in 5G through open and standard solutions

Optical Ground Station for Free-Space Optical Communication Research and Experimentation

Free-space optical (FSO) communication based on laser technology is a promising opportunity for the nextgeneration ultra-high data rate links from satellites to ground and vice-versa. To investigate and demonstrate the feasibility of space-to-ground laser links, we conduct a small satellite mission at the Research Center Space of the University of the Bundeswehr Munich (UniBw M). Core of this mission is the satellite ATHENE- 1 in a non-geostationary orbit (NGSO). Among other payloads, this satellite is equipped with an optical laser terminal for high-speed data up- and downlinks. The ground segment will comprise an optical ground station (OGS) at the campus of the UniBw M in Neubiberg, Germany. In this paper, we provide an overview of the planned FSO communications experiments and, in particular, introduce and describe the setup of the OGS. The OGS is currently under construction, full operational capability is planned to be end of 2023

Transmitter Beam Bias Verification for Optical Satellite Data Downlinks with Open-Loop Pointing – the 3-OGS-Experiment

Optical free-space data downlinks from LEO satellites benefit considerably from reduced effort on the space segment, when a dedicated pointing mechanism and active tracking of a ground beacon can be avoided. Instead, the attitude of the satellite is dynamically determined from its star cameras and other sensors. Initial calibration for this technique requires recording of the spatial and temporal beam distribution on the Earth’s surface. We describe the measurement of the beam intensity on ground by the power detectors of three ground stations in parallel, exemplarily for one specific downlink. From this data we derive the instantaneous center of gravity of the beam spot, and its dynamic movement during the downlink. By comparison with the satellite’s own recorded attitude data and its error, the dynamic offset to be corrected on the satellite can be calculated, resulting in optimized pointing-control for future operational open-loop downlinks