RFSoC For RF Environment Monitoring

Abstract

El espectro de radiofrecuencia (RF) está cada vez más congestionado, lo cual dificulta que los investigadores de las comunidades geoespacial y de la radioastronomía obtengan las medidas de alta fidelidad necesarias para su trabajo. Para superar la congestión, es necesario implementar técnicas de mitigación de interferencias en radiofrecuencia, las cuales requieren del uso de herramientas de monitorización del espectro.

El proyecto consiste en una aplicación web que puede ser usada junto con la tarjeta RFSoC 2x2 de Xilinx para un conjunto de tareas de monitorización del espectro de radiofrecuencia, incluyendo la reproducción de datos pre-guardados en formato Digital RF, transmisión de datos en vivo desde la placa y la descarga de datos en formato Digital RF para su posterior reproducción. La aplicación muestra el espectro a través de una representación gráfica del mismo y de un espectrograma, permitiendo que el usuario interactúe con los gráficos.

Los cuatro componentes principales de la aplicación web son: (i) una aplicación web desarrollada en Dash, (ii) un servidor de Redis, (iii) un script escrito en Python en el backend y (iv) scripts corriendo en la tarjeta.

La aplicación web desarrollada es una base práctica que se puede ampliar según sea necesario para atender a futuras necesidades del ámbito de la investigación. Ofrece herramientas bien documentadas y fáciles de usar para la monitorización del espectro de radiofrecuencia.

Se han propuesto algunas sugerencias o ideas para ampliar las capacidades de la aplicación web y para mejorar la experiencia del usuario. Aun así, las funcionalidades implementadas constituyen una infraestructura sólida, a partir de la cual se pueden implementar rápidamente las ideas propuestas.

The radio frequency (RF) spectrum is becoming increasingly congested, which makes it difficult for researchers in the geospace and radio astronomy communities to obtain the high-fidelity measurements necessary for their work. To overcome congestion, it is necessary to deploy RF interference mitigation techniques, which require the use of RF spectrum monitoring tools.

The project consists of a web application that can be used in conjunction with the Xilinx RFSoC 2x2 board for a variety of RF spectrum monitoring tasks, including playing back pre-recorded Digital RF data, live streaming data from the board, and downloading data in the Digital RF format to be played back later. The application displays the radiofrequency spectrum through a spectrum plot and a spectrogram, allowing the user to interact with the graphs.

The four main components of the web application are: (i) a Dash-based web application, frontend, (ii) a Redis server, (iii) a Python backend script and (iv) scripts running on the RFSoC.

The web application created is a practical base that can be extended as needed to serve future research needs. It offers well-documented, easy-to-use tools for RF environment monitoring.

Some suggestions or ideas have been proposed to broaden the capabilities of the web application and to improve the user experience. Even so, the features implemented work as a solid framework from which these additional suggestions could quickly be implemented.