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0761-8980
Changement d'éditeur au 1er janvier 2011
 

 ARTICLE VOL 24/95 - 2007  - pp.97-113  - doi:10.3166/rts.95.97-113
TITRE
Système de communication et de localisation fondé sur un radar coopératif à corrélation pour le transport guidé urbain

TITLE
A location and communication system for urban guided transport based on cooperative radar with correlation

RÉSUMÉ
Nous présentons ici un système original qui permet d'assurer à la fois les fonctionnalités de communication et celles de localisation dans un contexte de transport guidé. Dénommé CODIREP (pour Communication détection et identification de rames en panne), ce système, fondé sur un radar, a pour principal avantage de réduire, en cas de panne d'un métro, la perte de temps en termes d'exploitation, en permettant au train suivant de connaître en temps réel la distance le séparant de celui qui est immobilisé. Le capteur radar, de type coopératif, est constitué de deux couples d'interrogateurs/répondeurs qui, situés respectivement à l'avant et à l'arrière de chaque train, forment une boucle complète. Pour le capteur, le choix s'est porté sur le radar à corrélation qui optimise le rapport signal à bruit en sortie. Pour combiner dans ce capteur les fonctions de localisation et de communication, on a développé des techniques de multiplexage originales, fondées sur l'étalement de spectre. Le système devant fonctionner aussi bien en tunnel qu'en espace libre, on a fait le choix de têtes hyperfréquences. Pour valider ces choix techniques, on a simulé l'intégralité de la chaîne de transmission/réception dans son environnement de fonctionnement. Pour cela, des algorithmes de traitement en temps réel ont été développés sur une plateforme de type FPGA et un prototype de laboratoire du système complet a été réalisé. Après avoir décrit le principe et les performances des différentes fonctions du système, nous présentons dans cet article les résultats des simulations, les développements techniques réalisés, ainsi que leur validation par les premières expérimentations effectuées en espace libre et en tunnel sur le métro automatique VAL de Lille.

ABSTRACT
This paper describes a novel system which is capable of simultaneously providing communication and location functions for guided transport systems. This radar-based system, which has the French acronym CODIREP (Communication, detection and identification of stationary trainsets), has the principal benefit of reducing lost operating time in the event of a metro train breakdown by providing realtime information to the following train about the distance between it and the stationary trainset. The cooperative radar sensor consists of two transponder pairs, one at the front and the other at the rear of each train, forming a complete loop. A correlation radar sensor has been used to optimize the signal-to-noise ratio of the output. In order for this sensor to provide both location and communication functions, novel multiplexing techniques have been developed, based on spectrum spreading. As the system needs to operate both in tunnels and free space, microwave heads were used. These engineering choices were validated by simulating the entire transmission/ reception chain in its operating environment. Real-time processing algorithms were developed for this purpose on an FPGA platform and 98 a laboratory prototype of the entire system was constructed. The paper starts with a description of the operation and performance of the system's various functions, and then presents the results of simulations, the technical developments that have been performed and their validation by the initial trials conducted in free space and in tunnels on the VAL automatic metro system in Lille.


AUTEUR(S)
Charles TATKEU, Yassin ELHILLALI, Pascal DELOOF, Atika RIVENQ

Reçu le 3 juillet 2006.    Accepté le 13 mars 2007.

MOTS-CLÉS
Radar coopératif ; Corrélation ; Multiplexage ; Technique d'accès multiple CDMA ; Code pseudo-aléatoire ; Double étalement ; ESS2 ; Plateforme FPGA.

KEYWORDS
Cooperative radar; Correlation; Multiplexing technique; CDMA; Pseudo random sequence; Double spreading; ESS2; FPGA platform

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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