Система радиоданных

Логотип RDS

Radio Data System ( RDS ) - это стандарт протокола связи для встраивания небольших объемов цифровой информации в обычные FM-радиопередачи . RDS стандартизирует несколько типов передаваемой информации, включая время , идентификацию станции и информацию о программах.

Стандарт начинался как проект Европейского вещательного союза (EBU), но с тех пор стал международным стандартом Международной электротехнической комиссии (IEC).

Radio Broadcast Data System ( RBDS ) - официальное название американской версии RDS. ^[1] Эти два стандарта различаются лишь незначительно.

Оба передают данные со скоростью 1187,5 бит в секунду на поднесущей 57  кГц , поэтому на каждый бит данных приходится ровно 48 циклов поднесущей. Поднесущая RBDS / RDS была установлена ​​на третью гармонику стереофонического пилот-тона FM 19 кГц, чтобы минимизировать помехи и интермодуляцию между сигналом данных, стереофоническим пилот - сигналом и разностным стереосигналом DSB-SC 38 кГц . (Разностный стереосигнал расширяется до 38 кГц + 15 кГц = 53 кГц, оставляя 4 кГц для нижней боковой полосы сигнала RDS.)

Данные могут быть отправлены с исправлением ошибок , но использование исправления ошибок не обязательно. RDS определяет множество функций, включая то, как частные (внутренние) или другие неопределенные функции могут быть «упакованы» в неиспользуемые группы программ.

Развитие [ править ]

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

Технический комитет EBU на своей встрече в Париже в 1974 г. запустил проект по разработке технологии с аналогичными целями, что и ARI, но которая была бы более гибкой и позволяла бы автоматически перенастраивать приемник, когда сеть вещания транслирует одну и ту же радиопрограмму на нескольких разных станциях. частоты. Система модуляции была основана на системе, используемой в шведской системе поискового вызова, а кодирование в основной полосе частот было новой разработкой, в основном разработанной Британской радиовещательной корпорацией (BBC) и IRT. EBU выпустил первую спецификацию RDS в 1984 году. ^[2]

В стандарт были добавлены усовершенствования функций альтернативных частот, и впоследствии он был опубликован в качестве стандарта Европейского комитета по электротехнической стандартизации (CENELEC) в 1990 году ^[2].

В 1992 году Национальный комитет радиосистем США выпустил североамериканскую версию стандарта RDS, получившую название Radio Broadcast Data System. Стандарт CENELEC был обновлен в 1992 году путем добавления канала сообщений трафика, а в 1998 году - с помощью приложений с открытыми данными ^[2], а в 2000 году RDS был опубликован во всем мире как стандарт 62106. ^[4]

RDS2 [ править ]

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.

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 для старых групп 0A / 2A).
• Новая обработка ODA, группы «B» назначаются как группа сигнализации группам «A».
• Длинное PS-имя длиной 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 вещателя - изображение размером не более 4 килобайт (JPEG, PNG или GIF)
• Функция гибридного радио (частично на основе разработки Radio France)

Содержание и реализация [ править ]

В данных RDS обычно содержатся следующие информационные поля:

AF ( список альтернативных частот )

Это предоставляет приемнику список частот, который позволяет приемнику повторно настраиваться на другую частоту, обеспечивая ту же самую станцию, когда первый сигнал становится слишком слабым (например, при выходе из диапазона). Перед выполнением переключения 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 UTC . CT обычно не передается, если вещатель не имеет возможности регулярно синхронизировать часы в кодере RDS.

EON ( расширенная информация о других сетях )

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 транслируемой программы трафика , а также автоматически и временно позволяет радио настроиться на эту станцию.

PI ( идентификация программы )

Это уникальный четырехзначный шестнадцатеричный код, идентифицирующий станцию. Каждая станция в стране должна использовать уникальный трехзначный код с правильным символом префикса страны. В США, PI определяется путем применения формулы к станции позывной или случайным образом распределены по NRSC к FM - переводчиков (которые имеют более длинный позывной, что делает их несовместимыми с формулой). ^[6]Код PI является наиболее важным параметром 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 используются одинаковые коды. Это избавляет от необходимости согласовывать коды между разными странами. Любая передача, которая несет один и тот же код, рассматривается приемниками как одна и та 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, который представляет позывные или опознавательное имя станции. Большинство приемников с поддержкой 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 вещательные компании запускают "региональные" программы, такие как региональный отказ от некоторых из своих передатчиков. Эта функциональность позволяет пользователю «заблокировать» набор для своего текущего региона или позволить радио настраиваться на другие региональные программы, когда они переходят в другой регион.

Пример RT RDS на лос-анджелесском KFSH-FM

RT (радиотекст)

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

RT + (радиотекст плюс)

Расширение исходного RT, которое позволяет отправлять получателям метаданные исполнителя, название и некоторые другие метаданные.

ТА, ТП ( дорожное сообщение , дорожная программа)

Приемник часто можно настроить так, чтобы он обращал особое внимание на этот флаг (используя преимущества связи EON, если она доступна) и, например, приостанавливала воспроизведение компакт-диска или перенастраивалась на получение сводки трафика. Флаг TP используется для того, чтобы позволить пользователю находить только те станции, которые регулярно транслируют информационные бюллетени о дорожном движении, тогда как флаг TA используется, чтобы сигнализировать о действующем информационном бюллетене о дорожном движении, при этом радиоустройства, возможно, выполняют другие действия, такие как приостановка воспроизведения CD / MP3 (так радио можно услышать) или увеличить громкость во время сообщения дорожной информации.

TMC ( канал дорожных сообщений )

Информация о дорожном движении в цифровом виде. Не все оборудование RDS поддерживает это, но часто доступно для автомобильных навигационных систем . Во многих странах широковещательно передаются 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 системы радиоданных 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. Создан новый алгоритм только для FM-трансляторов, который присваивает каждому FM-транслятору уникальный код PI. Этот алгоритм был реализован с использованием веб-инструмента и списка всех известных кодов PI для всех FM-переводчиков в США. [1]

Поддержка RDS [ править ]

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

• Более дорогие автомобильные стереосистемы будут предлагать 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 [ править ]

Поднесущая RDS на частоте 57 кГц занимает ± 2 кГц от составного спектра, что теоретически удерживает ее выше верхнего порога 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 [ править ]

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	Виды спорта
4	Спорт	Говорить
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 год	Телефон в	Личность
22	Путешествовать	Общественные
23	Досуг	Колледж
24	Джазовая музыка	Испанский разговор
25	Музыка кантри	Испанская музыка
26 год	Национальная музыка	Хип-хоп
27	Старинная музыка	Не назначен
28 год	Народная музыка	Не назначен
29	Документальный	Погода
30	Тест тревоги	Аварийный тест
31 год	Аварийная сигнализация	Скорая медицинская помощь

^{[7] [8]}

Более поздний стандарт RBDS, внедренный в США, не пытался соответствовать первоначальному плану RDS, поэтому нескольким идентичным форматам радио были присвоены 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 американцев, вывозящих портативные радиоприемники из своей страны.

Техническая спецификация RDS [ править ]

Стандарт RDS, как указано в EN 50067: 1998 ^[9] , разделен на эти разделы в соответствии с моделью OSI (за исключением сетевого и транспортного уровня, поскольку это стандарт вещания).

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) [ править ]

Физический уровень в стандарте описывает, как битовый поток извлекается из радиосигнала. Аппаратное обеспечение RDS сначала демодулирует сигнал поднесущей RDS 57 кГц, чтобы извлечь сигнал с двухфазным кодированием, который содержит как тактовые импульсы скорости передачи, так и дифференциально кодированный поток битов. Это позволяет извлекать поток битов RDS через дифференциальный декодер, для чего требуются синхронизированные часы и поток битов с дифференциальным кодированием.

Кодирование основной полосы частот (уровень канала передачи данных) [ править ]

Уровень канала передачи данных описывает кодирование основной полосы частот, самый большой элемент в структуре которого называется «группой» размером 104 бита. Внутри каждой группы 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 [ править ]

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 презентации) [ править ]

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

Общая структура [ править ]

Внутри блока 1 и блока 2 есть структуры, которые всегда будут присутствовать в обеих версиях группы для быстрой и быстрой 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, то 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 [ править ]

Версия сообщения B [ править ]

Блок 3 используется для повторения идентификационного кода программы.

Код идентификации программы (код PI) [ править ]

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

Тип группы [ править ]

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

Примеры сообщений RDS [ править ]

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

Тип группы 0 - Версия B - Название станции [ править ]

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 [ править ]

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 и данные [ редактировать ]

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 кратными полчаса в диапазоне от -12 до +12 часов.

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

Пример использования RDS [ править ]

Следующие три изображения показывают, как RDS можно использовать на FM-радиостанции; последние два были сделаны, когда радио было настроено на Ноттингемскую радиостанцию Trent FM . Все изображения относятся к дисплею портативного радио Sony XDR-S1 DAB / FM / MW / LW.

Наборы микросхем декодера RDS [ править ]

Такие компании, как ST Microelectronics , Silicon Labs в Остине, Техас и NXP Semiconductors (ранее Philips ), предлагают однокристальные решения, которые используются в этих устройствах.

См. Также [ править ]

API-интерфейсы RDS высокого уровня

• 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 ( протокол связи универсального кодировщика) ^[10]
• RDS OF THINGS - Использование RDS в приложениях Smart City .

похожие темы

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

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]

• Справочник европейского FM-вещания, European FM Handbook 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

Внешние ссылки [ править ]

• 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)"
• RDS Форум является профессиональным объединением пользователей технологии системы радиоданного вещания
  • 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 - Clifton Laboratories