Система радиоданных - Radio Data System

Логотип RDS

Система радиоданных (RDS) это протокол связи стандарт для встраивания небольших количеств цифровая информация в обычных Радиопередачи FM. RDS стандартизирует несколько типов передаваемой информации, в том числе время, идентификация станции и информация о программе.

Стандарт начинался как проект Европейский вещательный союз (EBU), но с тех пор стал международным стандартом Международная электротехническая комиссия (IEC).

Система передачи данных радиовещания (RBDS) - официальное название версии RDS для США.^[1] Эти два стандарта отличаются лишь незначительно.

Оба несут данные на 1187,5. бит в секунду на 57кГц поднесущая, поэтому на каждый бит данных приходится ровно 48 циклов поднесущей. Поднесущая RBDS / RDS была установлена ​​на третью гармонический 19 кГц FM стерео пилотный тон минимизировать (связь) | помехи [Помехи (связь) | помехи]] и интермодуляция между сигналом данных, стереопилотом и частотой 38 кГц DSB-SC разностный стереосигнал. (Разностный стереосигнал расширяется до 38 кГц + 15 кГц = 53 кГц, оставляя 4 кГц для нижней боковой полосы сигнала RDS.)

Данные могут быть отправлены с обязательным [[исправление ошибок]. RDS определяет множество функций, в том числе частные (внутренние) или другие неопределенные функции.

Разработка

RDS был вдохновлен разработкой Autofahrer-Rundfunk-Informationssystem (ARI) в Германии Institut für Rundfunktechnik (IRT) и производитель радио Blaupunkt.^[2] ARI использовал поднесущую 57 кГц, чтобы указать наличие информации о трафике в радиопередаче FM.^[3]

Технический комитет EBU запустил проект в 1974 г. Париж собрались, чтобы разработать технологию с аналогичными целями, что и ARI, но которая была бы более гибкой и позволяла бы автоматически перенастраивать приемник, на котором широковещательная сеть передает одну и ту же радиопрограмму на нескольких разных частотах. Система модуляции была основана на системе, используемой в шведской системе поискового вызова, а кодирование основной полосы частот было новой конструкцией, в основном разработанной Британская радиовещательная корпорация (BBC) и IRT. EBU выпустил первую спецификацию RDS в 1984 году.^[2]

В стандарт были добавлены усовершенствования функциональности альтернативных частот, и впоследствии он был опубликован как Европейский комитет по электротехнической стандартизации (CENELEC) в 1990 году.^[2]

В 1992 году США Национальный комитет радиосистем выпустила североамериканскую версию стандарта RDS, получившую название Radio Broadcast Data System. Стандарт CENELEC был обновлен в 1992 году с добавлением Канал дорожных сообщений и в 1998 году с приложениями с открытыми данными^[2] а в 2000 году RDS был опубликован во всем мире как стандарт 62106 IEC.^[4]

RDS2

RDS-Forum (Женева / Швейцария) на своем ежегодном собрании (8-9 июня 2015 г.) в Глионе / Монтрё решил внедрить новый стандарт RDS2. Стандарт будет создан в тесном сотрудничестве с американскими коллегами из NRSC RBDS-Subcommittee и должен предложить единую платформу для FM-вещания и услуг передачи данных по всему миру.

Логотип для RDS1 и RDS2

Ключевая особенность

• Полная поддержка частот от 64 МГц до 108 МГц (AF, EON )
• Новая кодировка символов: UTF-8 (старая кодировка EBU остается для режима совместимости со старыми группами 0A / 2A).
• Новая обработка ODA, группы "B" назначаются как группа сигнализации группам "A".
• Длинное PS-имя до 32 байт с набором символов UTF-8. (Индийский, китайский, арабский и др.)
• RadioText (eRT) длиной 128 байт с набором символов UTF-8.
• Увеличена пропускная способность с 11,4 до 57 групп "А" в секунду. (Полезная пропускная способность 2109 бит / с с использованием технологии нескольких поднесущих с одинарной модуляцией (SMMS))
• Графический RadioText - поддерживает шаблоны HTML / CSS (для смартфонов, автомагнитол, компьютеров / планшетов)
• Поддерживает обратный канал через gRT, если получатель поддерживает IP или SMS.
• Графический логотип вещательной компании - изображение размером не более 4 килобайт (JPEG, PNG или GIF)
• Функция гибридного радио (частично на основе разработки Radio France)

Содержание и реализация

Приемник Radio Data System - Traffic Message Channel (RDS-TMC) (слева), подключенный к TomTom система навигации для интеграции данных о дорожном движении в режиме реального времени в навигацию.^[5]

В данных RDS обычно содержатся следующие информационные поля:

AF (альтернативные частоты список)

Это предоставляет приемнику список частот, который позволяет приемнику перенастроиться на другой частота обеспечение того же станция когда первый сигнал становится слишком слабым (например, при выходе за пределы диапазона). Перед переключением радиостанция проверит соответствие кода PI, чтобы убедиться, что AF принадлежит той же станции. Это часто используется в автомобильных стереосистемах, позволяя головному устройству автоматически настраиваться на более сильный сигнал на ходу, опционально с тем же региональным кодом (так что в случае национальных радиовещательных станций пользователь может продолжать слушать оригинал). радиопрограмма).

CT (время и дата)

Может синхронизировать Часы в приемнике или основные часы в машине. Из-за капризов передачи CT может быть точным только в пределах 100 мс от универсальное глобальное время. CT обычно не передается, если вещатель не имеет возможности регулярно синхронизировать часы в кодере RDS.

EON (расширенные другие сети Информация)

Информирует получателя о других сетях или станциях, связанных с той, которую слушают, для динамического изменения данных, таких как включение флага TA для конкретной станции сети в определенный момент из-за трафик программа транслируется, и автоматически и временно позволяет радио настроиться на эту станцию.

ЧИСЛО ПИ (идентификация программы )

Это уникальный персонаж 4 шестнадцатеричный код, идентифицирующий станцию. Каждая станция в стране должна использовать уникальный трехзначный код с правильным символом префикса страны. В США PI определяется по формуле для радиостанции. позывной, или случайно назначается NRSC переводчикам FM (у которых более длинный позывной, что делает их несовместимыми с формулой)^[6]. Код PI - самый важный параметр RDS и наиболее часто передается в структуре данных RDS. Стандарт RDS для использования за пределами США определяет коды стран для всех стран, поэтому нигде с общими границами не используется одинаковый код. Это устраняет необходимость согласовывать коды между разными странами. Любая передача, которая несет один и тот же код, рассматривается приемниками как такая же и может быть переключена на альтернативную частоту для улучшения приема (даже если она специально не указана в качестве альтернативной частоты).

PS (сервисное название программы)

Это просто восьмизначный статический дисплей, представляющий позывные или идентификационное имя станции. Большинство приемников с функцией RDS отображают эту информацию и, если станция сохранена в предустановках приемника, кэшируют эту информацию с кодом PI, частотой и другими деталями, связанными с этой предустановкой. В некоторых странах станции используют PS для динамической отправки другой информации. Это запрещено в некоторых странах и не предполагалось его использованием в системе RDS.

PTY (тип программы)

Это кодирование до 31 предопределенного типа программ (например, в Европе: PTY1 News, PTY6 Drama, PTY11 Rock music) позволяет пользователям находить похожие программы по жанрам. PTY31 зарезервирован для сообщений о чрезвычайных ситуациях в случае стихийных бедствий или других серьезных бедствий.

REG (региональный)

Это в основном используется в странах, где национальные вещатели запускают "специфические для региона" программы, такие как региональный отказ от некоторых из своих передатчиков. Эта функциональность позволяет пользователю «заблокировать» набор для своего текущего региона или позволить радиостанции настраиваться на другие региональные программы, когда они переходят в другой регион.

Пример RT RDS в Лос-Анджелесе КФШ-ФМ

RT (радиотекст)

Эта функция позволяет радиостанции передавать текстовое сообщение произвольной формы из 64 (или, реже, 32) символов, которое может быть статическим (например, слоганами станции) или синхронизироваться с программой (например, название и исполнитель воспроизводимого в данный момент) песня).

RT + (радиотекст плюс)

Усовершенствование оригинального RT, которое позволяет отправлять получателям метаданные исполнителя, название и некоторые другие метаданные.

ТА, ТП (сообщение о дорожном движении, программа движения)

Приемник часто можно настроить так, чтобы он обращал особое внимание на этот флаг (используя связь EON, если она доступна), и, например, приостанавливает воспроизведение компакт-диска или перенастраивается для получения сводки трафика. Флаг TP используется, чтобы позволить пользователю находить только те станции, которые регулярно транслируют сводки о дорожном движении, тогда как флаг TA используется для сигнализации о текущем выпуске информационного бюллетеня о дорожном движении, при этом радиоустройства, возможно, выполняют другие действия, такие как приостановка CD / MP3 (так радио можно услышать) или увеличить громкость во время сообщения дорожной информации.

TMC (канал сообщений о дорожном движении )

Информация о трафике в цифровом виде. Не все оборудование RDS поддерживает это, но часто доступно для автомобильные навигационные системы. Во многих странах транслируются только зашифрованные данные трафика, поэтому для использования данных трафика требуется соответствующий декодер, возможно, связанный с услугой подписки. Подписка часто оплачивается производителем транспортного средства и поэтому прозрачна для пользователя.

Объявления переводчика FM NRSC США

Национальный комитет по радиосистемам ввел уникальный идентификационный код программы Radio Data System для переводчиков FM в США. Одним из типов метаданных, передаваемых поднесущей RDS, является код PI, который используется приемником для однозначной идентификации аудиопрограммы, транслируемой FM-станцией. В США код PI исторически был получен из позывного радиостанции, который может усложняться при использовании вместе с FM-трансляторами. Был создан новый алгоритм только для FM-трансляторов, который присваивает уникальный PI-код каждому FM-транслятору. Этот алгоритм был реализован с использованием веб-инструмента и списка всех известных кодов PI для всех FM-переводчиков в США. [1]

Поддержка RDS

Что касается реализации, большинство автомобильных стереосистем будут поддерживать как минимум AF, EON, REG, PS и TA / TP.

• Более дорогие автомагнитолы предложат TMC, RT и / или PTY, возможно, с переопределением "NEWS".
• Домашние системы, особенно приемники Hi-Fi, в основном будут поддерживать такие функции, как PS, RT и PTY.

Растет число реализаций RDS в портативных аудио- и навигационных устройствах благодаря более дешевым и компактным решениям.

Совместимость с RDS

Поднесущая RDS на частоте 57 кГц занимает ± 2 кГц от составного спектра, что теоретически удерживает ее выше верхнего порогового значения стереоподнесущей на 53 кГц. Однако частота среза 53 кГц полностью зависит от характеристик фильтров нижних частот 15 кГц, используемых перед стереокодером. В более старом оборудовании эти фильтры были разработаны только для защиты пилот-сигнала 19 кГц и иногда не обеспечивали достаточной защиты поднесущей RDS, когда присутствовал значительный объем стереоинформации. В этой ситуации устройства улучшения стерео в сочетании с агрессивной обработкой звука могут сделать поднесущую RDS неприемлемой.

Композитные системы ограничения могут также ухудшить поднесущую RDS из-за гармоник, создаваемых ограничением. Более современные композитные клиперы включают фильтрацию для защиты поднесущей RDS.

Поднесущая RDS обычно использует девиацию несущей 2–4 кГц. Следовательно, отклонение, доступное для программного материала, уменьшается на эту величину, при условии, что обычный предел отклонения 75 кГц не превышен.

Типы программ

В следующей таблице перечислены коды типов программ (PTY) RDS и RBDS и их значения:

Код PTY	Тип программы RDS	Тип программы RBDS (Северная Америка)
0	Нет типа программы или не определено	Нет типа программы или не определено
1	Новости	Новости
2	Текущие дела	Информация
3	Информация	Спортивный
4	Спорт	Разговаривать
5	Образование	Камень
6	Драма	Классический рок
7	Культура	Хиты для взрослых
8	Наука	Легкий рок
9	Разнообразный	Топ 40
10	Поп-музыка	Страна
11	Рок музыка	Старички
12	Легко слушать	Мягкая музыка
13	Легкая классика	Ностальгия
14	Серьезная классика	Джаз
15	Другая музыка	Классический
16	Погода	Ритм и блюз
17	Финансы	Мягкий ритм-энд-блюз
18	Детские программы	Язык
19	Социальные дела	Религиозная музыка
20	Религия	Религиозный разговор
21	Телефон в	Личность
22	Путешествовать	Общественные
23	Досуг	Колледж
24	Джаз	Испанский разговор
25	Музыка кантри	Испанская музыка
26	Национальная музыка	Хип-хоп
27	Старинная музыка	Не назначен
28	Народная музыка	Не назначен
29	Документальный	Погода
30	Тест тревоги	Аварийный тест
31	Тревога	Чрезвычайная ситуация

^[7][8]

Более поздний стандарт RBDS, внедренный в США, не пытался соответствовать первоначальному плану RDS, поэтому несколько идентичных радио форматы были даны разные номера, включая джаз, погоду, спорт и рок. Другие аналогичные форматы, такие как разнообразный / колледж и телефонный разговор / разговор, также не соответствуют друг другу. В основном это проблема для Американцы принимая портативные радиоприемники из своей страны.

Технические характеристики RDS

Стандарт RDS, указанный в EN 50067:1998^[9] разделен на эти разделы в соответствии с моделью OSI (без сетевого и транспортного уровня, поскольку это стандарт широковещания).

1. Канал данных (физический уровень)
2. Кодирование основной полосы частот (уровень канала передачи данных)
3. Формат сообщения (уровень сеанса и представления)

Канал данных (физический уровень)

Физический уровень в стандарте описывает, как битовый поток извлекается из радиосигнала. Оборудование RDS сначала демодулирует сигнал поднесущей RDS 57 кГц, чтобы извлечь Двухфазное кодирование сигнал, который содержит как часы битовой скорости, так и дифференциально кодированный битовый поток. Это позволяет извлекать поток битов RDS через дифференциальный декодер, для которого требуются синхронизированные часы и дифференциально кодированный поток битов.

Кодирование основной полосы частот (уровень канала передачи данных)

Уровень канала передачи данных описывает кодирование основной полосы частот, самый большой элемент в структуре которого называется «группой» размером 104 бита. В каждой группе 4 блока размером 26 бит. Каждый блок содержит 16-битное слово данных и 10-битное контрольное слово. В случае FM-тюнера RDA5807M IC, он отображает группу в отдельных 16-битных блоках в четырех регистрах i2c. Всем группам сначала отправляется старший байт, без промежутков между группами или блоками.

Синхронизация структуры кодирования основной полосы частот из битового потока RDS

Идентификация блоков и групп сообщения RDS выполняется с помощью 10-битной таблицы смещения, содержащей слово смещения: A, B, C, C 'и D (в RBDS это также включает "E").

Формат сообщения (уровень сеанса и представления)

Группа сообщений RDS состоит из двух версий структуры группы, обозначенных в стандарте как тип A и тип B.

Общая структура

Внутри блока 1 и блока 2 есть структуры, которые всегда будут присутствовать в обеих версиях группы для быстрой и оперативной идентификации. Первым блоком каждой группы всегда будет идентификационный код программы. Второй блок выделяет первые 4 бита для типа приложения / группы.

Значение блока 2 бит

• GTYPE: Тип группы
• B0: если B0 = 0, тогда группа сообщений типа A иначе тип B
• TP: Программа движения. Указывает, является ли это радиопрограммой с предупреждением о дорожном движении.
• PTY: Тип программы
• ????: Остальные биты зависят от типа группы

Версия сообщения A

Версия сообщения B

Блок 3 используется для повторения кода идентификации программы.

Код идентификации программы (код PI)

Это позволяет быстро определить тип радиопрограммы на основе страны, зоны покрытия и справочного номера программы. Хотя код страны определен стандартом, биты с 11 по 0 устанавливаются местными властями каждой страны.

Тип группы

Это краткий список полного типа группы. Для каждого типа группы может быть доступна вторичная версия

Примеры сообщений RDS

Это неполные примеры, которые охватывают только простые сообщения, такие как название станции, радиотекст и дата и время.

Тип группы 0 - Версия B - Имя станции

Как мы уже описали предыдущие поля выше, эти точки ниже показывают только специфические поля приложения.

• TA: Сообщение о дорожном движении
• M / S: Музыка / Речь

Название станции и идентификационный код декодера передаются последовательно по 4 группам, где смещение определяется битами C1 и C0.

Тип группы 2 - Радиотекст

Как мы уже описали предыдущие поля выше, эти точки ниже показывают только специфические поля приложения.

• A / B: текстовый флаг A / B используется для определения, требуется ли очистка экрана.
• От C3 до C0: значение смещения текстового сегмента

Название станции и идентификационный код декодера передаются последовательно по 4 группам, где смещение определяется битами C1 и C0.

Тип группы 4 - Версия A - Часы, время и данные

Когда используется группа типа 4A, она должна передаваться каждую минуту в соответствии с EN 50067.

Группа времени часов вставляется таким образом, чтобы минутный край происходил в пределах +/- 0,1 секунды от конца группы времени часов.

Время и дата упакованы следующим образом:

Примечание. Смещение местного времени выражается в кратно получасу в диапазоне от -12ч до +12ч

• LOS: знак местного смещения (0 = +, 1 = -)

Пример использования RDS

Следующие три изображения иллюстрируют, как RDS можно использовать на FM-радиостанции; последние два были сделаны, когда радио было настроено на Ноттингем радио станция Трент FM. Все изображения отображаются на Sony XDR-S1 Портативное радио DAB / FM / MW / LW.

Типичный радиодисплей при отсутствии данных RDS

Типичный радиодисплей, показывающий поле имени PS (программная услуга).

Пример использования радиотекста, в данном случае с указанием имени и исполнителя транслируемой песни - Duran Duran с Спасите молитву - нижняя строка прокручивается, показывая остальной текст.

PI A206

Сервисное меню автомагнитолы

Наборы микросхем декодера RDS

RDS Демодулятор Саньо LC72723

Такие компании как СТ Микроэлектроника, Силиконовые лаборатории в Остин, Техас и Полупроводники NXP (ранее Philips ) предлагают однокристальные решения, которые встречаются в этих устройствах.

Смотрите также

Типичный спектр составного сигнала основной полосы частот

RDS высокого уровня API

• Расширенные мультимедийные приложения (JSR-234) (на языке программирования Java)
• OpenMAX AL (на языке программирования C)

Связанные технологии

• ALERT FM - Система аварийного оповещения RBDS
• HEARO - несуществующая система аварийного оповещения RBDS
• Радиоканал данных (DARC)
• DirectBand
• PSIP
• UECP – протокол (Универсальный протокол связи кодировщика)^[10]
• RDS ВЕЩЕЙ - Использование RDS в Умный город Приложения.

похожие темы

• Цифровое радио
• Исправление ошибки
• FM-вещание
• Интернет-радио
• Модем
• Радиоприемник
• Телетекст ~ 6.5 кбит / с передача данных по аналоговому телеканалу

Примечания

Рекомендации

• Справочник европейского FM-вещания, Европейский справочник FM 2002–2003, 13-е издание, опубликовано 1 июля 2002 г., формат B5, ISBN  951-98733-1-7 [2]
• Дитмар Копитц, Бев Маркс, RDS: Radio Data System (библиотека мобильной связи), ISBN  0-89006-744-9 [3]
• Отчет MSB VMA, [4]
• http://www.interactive-radio-system.com/docs/EN50067_RDS_Standard.pdf

внешняя ссылка

• FARWAY IRFC, теле- и радиопередача, кодеры системы радиоданных
• Спецификация стандарта RDS, доступная на форуме RDS
• "NRSC-4 Национальный комитет по радиосистемам Стандарт США RBDS - Спецификация системы передачи данных радиовещания (RBDS)"
• В Форум RDS профессиональная ассоциация пользователей вещательной технологии Radio Data System
  • RDS: "Система радиоданных", "Руководство радиовещания по RDS"
  • Функции RDS как вспомогательные средства настройки
• xRDS «Увеличение емкости передачи данных RDS»
  • «Презентация xRDS на встрече RDS Forum 2011»
• RDSList.com
• GR-RDS на Github - Реализация приемника и передатчика RDS с открытым исходным кодом на основе GNU Radio.
• Расшифровка программы и схемы RDS TMC.
• Слуховые поднесущие FM-вещания и ТВ-вещания - Клифтонские лаборатории