RDS - Radio Data System
технология передачи дополнительной информации на поднесущей частоте радиовещательного сигнала
Стремление к более эффективному использованию существующих систем связи привело к тому, что через имеющиеся сети вещательных радиопередатчиков наряду с обычной информацией в настоящее время производится передача дополнительной информации. Такая дополнительная информация не слышна обычному абоненту, не мешает работе обычных приемников, и принимать ее можно только при наличии в приемниках специальных функциональных узлов. Основными видами такой информации являются:
информация для водителей автотранспорта (Autofar Rundfunk Information - ARI, VRS), называемая в литературе дорожной информацией;
собственно дополнительная информация, например, сигналы времени, сигналы управления приемником, радиотекст, и т.п.
Дополнительная информация может передаваться в диапазоне 150-1600 кГц (ДВ и СВ) или в УКВ диапазоне 87,5-104 МГц. В связи с тем, что в диапазонах ДВ и СВ используется, как правило, АМ-вещание, а в УКВ диапазоне - ЧМ, введение дополнительных сигналов имеет ряд особенностей в зависимости от используемого диапазона. В силу значительной развитости сети УКВ ЧМ вещательных передатчиков в Западной Европе, США, Японии, передача дополнительной информации на УКВ получила широкое развитие и осуществляется уже длительное время, с начала 80-ч годов. Использование же для этих целей станций с АМ носит пока в основном экспериментальный характер. Небольшой радиус действия вещательных УКВ ЧМ передатчиков позволяет создавать локальные региональные зоны обслуживания. Системы передачи данных, использующие стандарт RDS (Radio Data System), являются в настоящее время наиболее распространенными.
На рисунке представлен спектр комплексного стереосигнала, в состав которого входит стереофонический сигнал основной программы и сигнал дополнительной информации RDS, передаваемый с использованием поднесущей 57 кГц. Поднесущая частота модулирована по амплитуде предварительно профильтрованным бифазным кодированным сигналом данных. Поднесущая частота подавляется.
Основные параметры стандарта RDS:
Частота поднесущей - RDS 57 кГц
Частота пилот-тона (pilot-tone) - 19 кГц ± 2 кГц
Допустимое отклонение частоты поднесущей RDS - ± 6 Гц
Номинальная девиация несущей RDS- ± 1,2 кГц
Скорость передачи данных - 1187,5 ± 0,125 бит/с
В настоящее время большинство HI-FI приемников и автомагнитол оборудованы блоками для приема данных в системе RDS.
Радиоприемник Acapulco RDM 168 Blaupunkt
Большинство радиоприемных устройств поддерживают всего несколько, обычно не более пяти, из большого числа функцией RDS. Для полного мониторинга и детального анализа информации, передаваемой в сигнале RDS, одного такого приемного устройства недостаточно из-за ограниченного набора его функций. Расширить диапазон их возможностей, повысить наглядность и удобство работы можно с использованием программно реализуемого на ПК декодера с дополнительными функциями по обработке и анализу информации. В этом случае с помощью приемника происходит выбор станции, передающей RDS сигнал, и его демодуляция, декодирование же осуществляется в персональном компьютере.
Блок-схема RDS УКВ ЧМ радиопиемника
Через вещательные станции с использованием стандарта RDS передаются различные виды дополнительной информации:
вспомогательная информация для настройки приемных устройств;
сигналы автоматического управления радиоприемником;
радиотекст (RT) - информация в текстовой форме для представления на дисплее, например, название музыкального произведения, имя исполнителя, изменения в программе и т.п.;
сигналы времени (CT);
сигналы персонального радиовызова.
Это позволяет облегчить пользователю работу с приемником, так как он может видеть на экране дисплея информацию о принимаемой программе и радиостанции, например ее название. Кроме того, с использованием дополнительной информации можно реализовать различные режимы функционирования приемника. Например, приемник может просканировать весь диапазон, останавливаясь на заданное время только на тех станциях, которые передают в данный момент новостные программы.
В настоящее время в системе RDS предусмотрена возможность реализации большого количества функций, однако, как правило, в RDS-радиоприемниках используются только пять основных, так называемых базисных, функций:
1. Идентификация программ PI (Programme Identification) - отображение на табло приемника названия принимаемой программы (радиостанции) и номинал ее рабочей частоты;
2. Список альтернативных частот AF (Alternative Frequencies list) - возможность автоматизированной перестройки радиоприемника, например в случае ухудшения приема сигналов на данной частоте, на другие частоты, на которых также осуществляется передача сигналов данной программы;
3. Служебное название программы PS (Programme Service name) - информирует о названии программ, передаваемых радиостанцией;
4. Идентификация программ дорожных сообщений TP (Traffic Programme identification) - содержит информацию о порядке организации движения на трассе;
5. Сообщение о дорожном движении TA (Traffic announcement identification) - содержит срочную информацию об изменениях обстановки на дороге.
Кроме вышеперечисленных, используется и ряд других функций:
Идентификация типа программы PTY (Programme TYpe) - используется для автоматического управления приемником с целью выбора программ заданного типа, всего в стандарте предусмотрена идентификация 32 вариантов типов программ;
Переключатель “Музыка/Речь” MS (Music Speech switch) - используется для автоматического переключения уровня громкости или корректирующих частотных фильтров в соответствии с видом принимаемой программы;
Текущее время и дата CT (Clock Time and date) - непрерывно обновляемая информация о дате и точном местном времени, которая может использоваться для отображения или автоматической установки и подстройки часов;
Идентификация декодера и динамический PTY индикатор DI (Decoder Identification and dynamic PTY indicator) - обозначает тип передаваемого сигнала (моно, стерео, стерео с компрессией) и может использоваться для автоматического переключения режима работы декодера;
Взаимодействие с другими сетями EON (Enhanced Other Networks information) - обеспечивает переключение приемника на другой канал (возможно задание до 8 настроек), по которому передается служебная информация, например, о дорожной обстановке, не транслируемая принимаемой в данный момент радиостанцией;
Радиотекст RT (RadioText) - передача коротких, до 64 символов, текстовых сообщений, отображаемых на табло приемника;
Радиопейджинг RP (Radio Paging) - передача буквенно-цифровых пейджинговых сообщений;
Система аварийного оповещения EWS (Emergency Warning System) - предназначена для обеспечения кодирования предупреждающих сообщений. Эти сообщения передаются только в критических ситуациях и определяться только специальными приёмниками;
Бытовое применение IH (In House application) - относится к данным, которые нужно декодировать только оператором. Некоторые примеры представляют собой идентификацию источника передачи, с дистанционной коммутацией сетей и вызов персонала. Применение кодирования программ может решаться каждым оператором;
Открытые прикладные программы данных ODA (Open Data Applications) - позволяют программам данных, заранее не определенным стандартом, передаваться в числе названных групп при передаче сигнала RDS;
“Прозрачные” каналы данных TDC (Transparent Data Channels) - состоят из 32 каналов, которые могут использоваться для передачи любого типа данных;
Канал дорожных сообщений TMC (Traffic Message Channel) - предназначен для использования при передаче кодированной информации о дорожных сообщениях. Кодирование TMC отдельно определенно стандартом CEN ENV 12313-1.
Услуга дифференциальной коррекции GPS данных DGPS (Differential GPS correction data services) - передача в составе RDS-сигналов величин так называемых дифференциальных поправок для глобальной спутниковой навигационной системы GPS, позволяющих существенно повысить результирующую точность определения координат.
Структура устройства формирования RDS сигнала
Передача информации в системе RDS осуществляется группами. Группа является самым крупным элементом структуры и состоит из 104 бит. В каждой группе имеются четыре блока данных по 26 битов. В каждый блок входят информационные и контрольные слова, состоящие из 16 и 10 бит соответственно. Первый блок каждой группы всегда содержит код идентификации программ PI. Первые четыре бита второго блока каждой группы отводятся для четырехбитного кода, который обуславливает применение группы. Отнесение группы к какому-либо типу от 0 до 15 производится согласно двоичным весовым коэффициентам А3 =8, А2 =4, А1 = 2, А0 = 1. Для каждого типа могут быть определены два варианта кода от 0 до 15. Код типа программы PTY и код опознавания программы о движении ТР занимают фиксированные позиции в блоке 2 каждой группы. Для обнаружения и исправления ошибки используется контрольное слово КС.
Кроме основного стандарта RDS, поддерживаемого Европейским Радиовещательным Союзом EBU, существует несколько родственных и совместимых с ним систем. Так, например, в США Национальным Комитетом Радиосистем NRSC (National Radio Systems Committee) в 1992 был году принят стандарт на систему передачи данных RBDS (Radio Broadcast Data System), в который полностью включены все основные положения системы RDS Внесенные модификации преследовали цель адаптации RDS к существующей системе радиовещания США, использующей диапазон радиочастот 88 - 108 МГц и внедрению варианта системы стереовещания с адаптивным компандированием сигналов FMX (Extended Range FM Stereo System). Другие различия являются непринципиальными и не нарушают совместимость систем.
Другая модификация стандарта - MBS (Mobile Search) - используется только в пейджинговых системах и предназначена для передачи сигналов радиостанциями, осуществляющими стереовещание в диапазонах 66 - 74 МГц и 87 - 108 МГц по системе с полярной модуляцией. Существенные отличия спектра таких стереосигналов от сигналов системы с пилот-тоном обусловили и соответствующие отличия полосы частот, используемых для передачи данных. В остальном системы RDS и MBS сходны так, что декодирование сигналов в универсальных пейджерах осуществляется одними и теми же узлами. Пейджеры, работающие по стандарту RDS, производятся целым рядом команий, например, компаниями Axcess, Cirkysis, Nokia, InfoTelecom. Компании, работающие в области RDS пейджинга, объединены в ассоциацию RDS Paging Association (RPA).
Пейджер FM 101 (RDS version) и FM 201 (MBS version), выпускаемый компанией IRIUS TECHNOLOGIES
Дополнительная информация о стандарте RDS может быть получена на сайте RDS-форума http://www.rds.org.uk/