Méthode de Détection et de Reconnaissance de Bruits Electromagnétiques permettant la Prédiction de leurs Effets sur les Transmissions GSM-R

Stephen Dudoyer (1)

1 IFSTTAR/COSYS/LEOST - Laboratoire Électronique Ondes et Signaux pour les Transports

With the proliferation of analog and digital electronic systems in the current means of transport, the EM (Electromagnetic) environment becomes richer and richer in all kinds of signals and, therefore, it becomes more difficult to characterize. In this thesis, we focus on a particular digital system: the GSM-R (Global System for Mobile communications - Railways). It is the new digital radio communication system under deployment on the European rail network in order to ensure the interoperability of high-speed trains in Europe. Then, all countries in Europe will use the same system, which will facilitate the movement of cross-border trains from a country to another one. In the railway environment, the GSM-R is subject to different EM noise sources, including transient EM interferences coming from the sliding contact between the pantograph and the catenary. These disturbances cover wide frequency bands including, potentially, those of the GSM-R system. We propose a classification method for predicting the effect of transient EM disturbances on the quality of GSM-R transmissions. This classification method could be implemented on trains where it could identify and locate critical areas for the quality of GSM-R transmissions along the journey. From the point of view of standardization, these research works could contribute to the necessary evolution of equipment and methods defined in EMC standards in order to adapt to the new problems arising from the multiplicity of wireless communication systems and protocols employed nowadays in the world of transports.

Avec la multiplication des systèmes électroniques analogiques et numériques embarqués dans les moyens de transports actuels, l’environnement EM (ElectroMagnétique) devient de plus en plus riche en signaux de toutes sortes et, par conséquent, il devient plus complexe à caractériser. Dans ces travaux de thèse, nous nous intéressons à un système numérique en particulier : le GSM-R (Global System for Mobile communications - Railways). Il s’agit du nouveau système de communication radio numérique portant la signalisation actuellement en cours de déploiement sur le réseau ferroviaire européen afin d'assurer l'interopérabilité des trains à grande vitesse en Europe. Ainsi, tous les pays d’Europe utiliseront le même système, ce qui facilitera la circulation des trains transfrontaliers d’un pays à l’autre. En environnement ferroviaire, le GSM-R doit faire face à différentes sources de bruit EM, notamment aux perturbations EM transitoires provenant du contact glissant entre le fil caténaire et le pantographe. Ces perturbations couvrent de larges bandes de fréquences dont, potentiellement, celles du GSM-R. Nous proposons une méthode de classification qui permet de prédire l’effet des perturbations EM transitoires sur la qualité des transmissions GSM-R. Cette méthode de classification pourrait être mise en place à bord des trains où elle permettrait d’identifier et localiser les zones critiques pour la qualité des transmissions GSM-R tout au long du trajet. Du point de vue de la standardisation, ces travaux de recherche pourraient contribuer à l’évolution nécessaire des équipements et des méthodologies définies dans les normes CEM afin de s’adapter aux nouvelles problématiques émanant de la multiplicité des systèmes et protocoles de communication sans fils employés dans le monde des transports.

Mots clés: COMPATIBILITE ELECTROMAGNETIQUE

Domaines: Electronique

Stephen Dudoyer. Méthode de Détection et de Reconnaissance de Bruits Electromagnétiques permettant la Prédiction de leurs Effets sur les Transmissions GSM-R. Electronique. UNIVERSITE DES SCIENCES ET TECHNOLOGIE DE LILLE 1, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00930294⟩