RFIMS-CART
Sistema de Monitoreo de Interferencias de RF para el Radio Telescopio Chino-Argentino
Enero 2018
24 meses
Diciembre 2019
Descripción del Proyecto
RFIMS-CART es el sistema de monitoreo de interferencias de radiofrecuencia (RFI) desarrollado por el LED&T para proteger al Radio Telescopio Chino-Argentino (CART), el radiotelescopio de plato único orientable más grande de América del Sur. El observatorio, instalado en la Estación de Altura "Dr. Carlos U. Cesco" (CESCO) del OAFA en el Parque Nacional El Leoncito (Calingasta, 2348 msnm), opera en las bandas IEEE L a Q (1–45 GHz). El proyecto desarrolló un sistema de detección basado en Radio Definida por Software (SDR) capaz de identificar señales interferentes en banda estrecha (NB) y banda ancha (WB), siguiendo los protocolos del SKA (Square Kilometre Array) y la recomendación UIT-R RA.769-2. El Dr. Marcelo Segura, investigador del LED&T, fue designado Project Manager del CART por CONICET. El sistema fue transferido a la administración del CART al cierre del proyecto.
Identificación
- Tipo: Proyecto de I+D – CICITCA UNSJ
- Convocatoria: 2018/19 – Resolución 63-17-CS
- Institución Ejecutora: LED&T – DEA, FI, UNSJ
- Vigencia: 2018–2019
- Estado: Finalizado · Transferido al CART
Objetivo Principal
Diseñar e implementar un Sistema de Monitoreo de Radio Interferencia para el CART basado en SDR, investigando nuevas técnicas de Procesamiento Digital de Señales (DSP) para la detección de RFI en banda estrecha y banda ancha, y evaluando su desempeño en campañas de campo en el sitio del CART según los protocolos SKA y UIT RA.769-2.
Desafíos Tecnológicos
Receptor SDR Wideband para Medición de RFI
Implementación de un sistema de recepción basado en SDR (Ettus USRP B210, 70 MHz – 6 GHz) capaz de detectar señales interferentes de banda estrecha y banda ancha en el rango 1–9 GHz (bandas IEEE L a parte baja de X) donde se concentran las principales RFI externas al CART. El receptor SDR ofrece una flexibilidad de procesamiento inalcanzable con analizadores de espectro de hardware fijo.
Algoritmos DSP para Detección NB y WB
Diseño y simulación de algoritmos de Procesamiento Digital de Señales (DSP) para detección de RFI de banda estrecha (celulares, WiFi, microondas) y banda ancha (ISDB-Tb TV digital, UWB), ajustados a los estándares UMTS (4G), IMT-2020 (5G) e IEEE 802.11b/g/n. Los algoritmos fueron primero validados en software y luego evaluados en campañas de campo en el predio CESCO.
Sistema de Mástil con Rotor Automático de Antena
Diseño, fabricación e integración de un mástil con rotor automático de antena conforme a las especificaciones de medición del protocolo SKA. El sistema realiza de manera autónoma el escaneo en 360° de azimut y la rotación de polarización vertical y horizontal del elemento antena (Aaronia HyperLOG 60100, 680 MHz – 10 GHz), permitiendo la caracterización completa del entorno radioeléctrico del sitio.
Conformidad con Protocolos Internacionales de Medición (SKA / UIT)
El sistema fue diseñado para cumplir con dos estándares internacionales de medición de RFI para radioastronomía: el protocolo SKA 2003 (mediciones de una semana, candidatos a sitio) y la recomendación UIT-R RA.769-2 "Criterios de protección para las mediciones radioastronómicas" (adquisición autónoma de larga duración, criterio de nivel perjudicial, tiempo de integración y anchura de banda específicos por banda de observación del CART).
Evaluación de Desempeño en Campo en CESCO / PNEL
Campañas de campo en la Estación CESCO del OAFA (31°48'17.5"S 69°19'31.1"W, 2348 msnm), protegida por la Ley Provincial 345-L de pureza del espectro electromagnético. Se colocaron interferentes controlados para evaluar la probabilidad de detección de cada algoritmo DSP antes de la llegada del CART al predio, y se realizó la adquisición autónoma de larga duración según UIT RA.769-2.
Transferencia Tecnológica al CART y Escalabilidad
El RFIMS-CART fue diseñado para ser transferido a la administración permanente del CART con ajustes mínimos para operación continua. El conocimiento y equipamiento adquirido posiciona al LED&T para ofrecer servicios de monitoreo de RFI a otras estaciones de radioastronomía del país (LLAMA, QUBIC, futuro HERON) y a empresas de telecomunicaciones con problemas de interferencia en sus equipamientos.
Características Principales
Rango de Frecuencia
1 GHz – 9 GHz (bandas IEEE L, S, C, parte baja de X); escalable hasta 10 GHz con Aaronia HyperLOG 60100
Receptor SDR
Ettus Research USRP B210 – Dual Channel Transceiver (70 MHz – 6 GHz), 2 canales simultáneos
Analizador de Espectro
Aaronia SPECTRAN HF-60100 V4 X (9 kHz – 9,4 GHz) + LNA Minicircuit ZX60-83LN+
Antena
Aaronia HyperLOG 60100 (680 MHz – 10 GHz) en mástil con rotor automático 360° azimut + polarización V/H
Protocolos de Medición
SKA 2003 (campañas cortas / sitio candidato) y UIT-R RA.769-2 (adquisición autónoma de larga duración)
Sitio de Campo
Estación CESCO – Parque Nacional El Leoncito, 2348 msnm, Calingasta, protegida por Ley Provincial 345-L
Cronograma de Fases
Etapa I: Implementación del Sistema Base de Monitoreo RFI
Q1–Q2 2018Estudio profundo del protocolo SKA y UIT RA.769-2. Integración del sistema antena + LNA + receptor SDR. Fabricación del mástil con rotor automático de antena (360° azimut, polarización V/H). Sistema básico de monitoreo RFI operativo al cierre de la etapa.
Etapa II: Diseño y Simulación de Algoritmos DSP de Detección de RFI
Q3–Q4 2018Desarrollo mediante software SDR de algoritmos de detección de RFI de banda estrecha (NB) y banda ancha (WB), ajustados a estándares UMTS (4G), IMT-2020 (5G), IEEE 802.11b/g/n. Simulaciones previas de desempeño antes de pruebas de campo. Conjunto de algoritmos NB y WB validados en simulación.
Etapa III: Evaluaciones de Campo según Protocolo SKA y Ajuste de Algoritmos
Q1–Q2 2019Primera campaña de campo en CESCO (Parque Nacional El Leoncito) según protocolo SKA. Interferentes conocidos instalados en campo para evaluación de probabilidad de detección de cada algoritmo DSP. Ajuste y selección de los algoritmos más eficientes. Adquisición de computadora portátil de campo. RFIMS-CART operativo al cierre de la etapa.
Etapa IV: Pruebas de Desempeño según UIT RA.769-2 y Publicación de Resultados
Q3–Q4 2019Adquisición autónoma de larga duración en campo según UIT RA.769-2. Evaluación final del desempeño de todos los algoritmos desarrollados. Publicación de resultados: comparativa de algoritmos y desempeños según SKA y UIT RA.769-2. Detección de RFI reales con intervención potencial del estado. Transferencia del sistema a la administración del CART.
Equipo de Trabajo
Dr. Ing. Martín Alejandro Guzzo
Director del Proyecto
LED&T – DEA, Facultad de Ingeniería, UNSJ
Director
Dr. Ing. Marcelo J. Segura
Co-investigador / Project Manager CART
LED&T – DEA, UNSJ / CONICET
Co-Investigador
Mg. Ing. Hernán Alvis Rojas
Colaborador – Acceso a Sitio CESCO
OAFA – UNSJ
Colaborador
Dr. Juan Pablo Aguiar
Investigador
LED&T – DEA, UNSJ
Investigador
Leandro Saldivar
Becario de Investigación
LED&T – DEA, UNSJ
Becario
Johana Quinteros
Becaria de Investigación
LED&T – DEA, UNSJ
Becaria
Socios Estratégicos
OAFA – Observatorio Astronómico Félix Aguilar (UNSJ)
Colaborador Científico y Acceso a Sitio
Aporte: Acceso a la Estación CESCO en el Parque Nacional El Leoncito para todas las campañas de campo. Experiencia en operación de instrumentos astronómicos en el sitio (Mg. Ing. Hernán Alvis Rojas).
CART – China-Argentina Radio Telescope
Destinatario del Sistema
Aporte: Especificaciones técnicas de las bandas de observación (1–45 GHz). Infraestructura del predio CESCO en acondicionamiento para la instalación del radiotelescopio de 40 m de diámetro. La UNSJ y el NAOC (Observatorio Astronómico Nacional de China) colaboraron en campañas de selección de sitio desde 2011.
CONICET / Dr. Marcelo Segura
Project Manager del CART
Aporte: El Dr. Marcelo Segura (LED&T–UNSJ), co-investigador del proyecto, fue designado Project Manager del CART por CONICET. Su doble rol garantizó la alineación técnica entre el sistema de monitoreo RFI y los requerimientos del telescopio.
CICITCA – UNSJ
Financiador
Aporte: Financiamiento bajo el programa Proyectos de I+D – Convocatoria 2018/19, Resolución 63-17-CS. Becas de estudiante avanzado para los alumnos participantes.