Multi-Level Pre-Correlation RFI Flagging for Real-Time Implementation on UniBoard

Because of the denser active use of the spectrum, and because of radio telescopes higher sensitivity, radio frequency interference (RFI) mitigation has become a sensitive topic for current and future radio telescope designs. Even if quite sophisticated approaches have been proposed in the recent years, the majority of RFI mitigation operational procedures are based on post-correlation corrupted data flagging. Moreover, given the huge amount of data delivered by current and next generation radio telescopes, all these RFI detection procedures have to be at least automatic and, if possible, real-time. In this paper, the implementation of a real-time pre-correlation RFI detection and flagging procedure into generic high-performance computing platforms based on Field Programmable Gate Arrays (FPGA) is described, simulated and tested. One of these boards, UniBoard, developed under a Joint Research Activity in the RadioNet FP7 European programme is based on eight FPGAs interconnected by a high speed transceiver mesh. It provides up to ~4 TMACs with Altera Stratix IV FPGA and 160 Gbps data rate for the input data stream. Considering the high in-out data rate in the pre-correlation stages, only real-time and go-through detectors (i.e. no iterative processing) can be implemented. In this paper, a real-time and adaptive detection scheme is described. An ongoing case study has been set up with the Electronic Multi-Beam Radio Astronomy Concept (EMBRACE) radio telescope facility at Nan\c{c}ay Observatory. The objective is to evaluate the performances of this concept in term of hardware complexity, detection efficiency and additional RFI metadata rate cost. The UniBoard implementation scheme is described.Comment: 16 pages, 13 figure

RFI mitigation strategies for phased-array SKA concepts

Proceedings available on http://www.skads-eu.org/PDF/limelette2_v1.1.pdf ISBN : 978-90-805434-5-4International audienceAlthough the Square Kilometer Array (SKA) will be located in remote areas, astronomical observations may be hampered by man-made radio frequency interference (RFI). In this paper we consider possible interference mitigation options in relation to complexity and cost. As RFI signals will be present even in remote places (e.g. satellite signals and signals from airplanes), SKA design has to consider and take into account effects of interference. These effects may concern linearity of the analogue and digital signal processing chain, such as the number of (analogue-digital converter, ADC) bits, low-noise amplifier (LNA) dynamic range, and (fibre) signal transport dynamic range. RFI signals may also influence the astronomical end-product as additive noise with certain spectral, temporal and spatial properties. As these properties usually differ from the astronomical signal properties, interference can in principle be mitigated. Mitigation however, always includes a cost both in terms of money and often also in terms of signal integrity. RFI mitigation counter measures therefore should be balanced in the sense that the cost of including RFI measures in the design is justified in terms of regained spectrum

RFI mitigation: cyclostationary criterion

Radio astronomical observations are increasingly corrupted by radio frequency interferences. Thus, real- time ltering algorithms are becoming essential. One approach is to use a speci c time property of the Telecoms signals : the cyclostationarity. This property can be exploited for detection purpose or ltering purpose. In par- ticular, new generations of radio telescopes will be based on antenna arrays providing the possibility of applying spatial ltering techniques. In this paper, we compare the performance between classical approaches based on power statistics and cyclic approaches. This comparison is done through simulations on synthetic data and through simulations on real data acquired with the new generation low frequency array radio telescope, LOFAR

Traitement en temps réel des interférences radioélectriques sur une carte numérique de nouvelle génération : UNIBOARD

National audienceLes observations radioastronomiques sont de plus en plus perturbées par les signaux de télécommunications. Ce papier traite de la détection et de la suppression en temps réel des interférences radioélectriques causés par ces perturbations. D'une part, nous présentons l'architecture de la carte numérique UNIBOARD. Cette dernière est particulièrement dédiée au traitement intensif et en temps réel du signal radioastronomique. D'autre part, deux détecteurs d'interférences en cours d'implantation sur cette carte seront décrits. Le premier est un détecteur d'impulsions radar fondé sur des mesures robustes de la puissance. Le deuxième est un détecteur cyclostationnaire qui recherche des signatures statistiques spécifiques aux signaux de Télécommunications. Pour finir, nous analyserons différentes manières de gérer les échantillons qui ont été détectés comme pollués par les dits détecteurs

Détecteur temps réel de signaux cyclostationnaires. Principe et implémentation

L'impact des brouilleurs radioélectriques sur la qualité des observations de radiosources est un sujet de préoccupation croissante pour la communauté des radioastronomes. Dans le cadre des techniques de time-blanking, une méthode de détection en temps réel de brouilleurs cyclostationnaires est proposée. Elle repose sur la transformation d'un signal possédant une périodicité cachée en un signal périodique plus facilement détectable. Cet article expose la méthode propement dite, ainsi que les résultats de simulations obtenus avec des signaux de synthèse. Enfin, une implémentation électronique à partir d'un composant logique programmable est proposée

High Performance Receiver for RFI Mitigation in Radio Astronomy : Apllication at decameter wavelengths

Publication in the conference proceedings of EUSIPCO, Toulouse, France, 200

Détecteur robuste de signaux cyclostationnaires : application à la suppression d'interférences en radioastronomie

L'observation radioastronomique est de plus en plus fréquemment brouillée par les signaux de télécommunications numériques. Une solution consiste à détecter ces signaux et à suspendre les mesures. La nature cyclostationnaire des signaux enjeu peut être révélée par filtrage de Hilbert qui produit un signal périodique [2]. L'idée est ensuite d'utiliser la technique de Hinich de détection d'un signal périodique lorsque sa période est inconnue. Une étude expérimentale de la robustesse de ce détecteur de raies est présentée. L'application à la détection de signaux de type GLONASS donne des résultats encourageants

Rfi Mitigation Implementation For Pulsar Radioastronomy

International audienceThe observation of known pulsars (pulsar timing) or the search for new pulsars can be limited by radio frequency interference (RFI) generated by Telecommunications activity. In this paper we propose several RFI mitigation techniques to cope with impulsive and/or narrow band RFI. For pulsar timing, we have implemented, a pulse blanker and a cyclostationary blanker,both in real time. Exemple with real data are shown. For pulsar search, we propose a new approach which combines a hardware-efficient search method and some RFI mitigation capabilities. This method is based on a 2D FFT and Radon transform

Détection Aveugle de Pulses Géants : Implantation sur GPU

National audienceL'observation radio des Pulsars nécessite une instrumentation spécifique et des procédures de traitement du signal dédiées qui corrigent les effets de la dispersion induite par le milieu interstellaire. En outre, la qualité des observations peut être notablement dégradée par la présence d'interférences radioélectriques (RFI) d'origine anthropique. Ce papier présente l'instrumentation mise en place pour l'observation des pulsars à la Station de Radioastronomie de Nançay. Notamment, nous détaillerons une approche originale pour la détection automatique de pulses géants. Bien que moins sensible que l'approche classique consistant à balayer en temps différé l'espace des paramètres du pulsar potentiel, l'approche proposée se distingue par une efficacité d'implantation, une capacité de traitement en temps réel et une robustesse intrinsèque aux RFI. En outre, elle ne nécessite aucune connaissance préalable des paramètres du pulsar, ce qui autorise son utilisation pour la détection d'événements impulsionnels non répertoriés. Une implantation sur GPU est en cours de validation