Rádiový datový systém - Radio Data System

Logo RDS

Rádiový datový systém (RDS) je komunikační protokol standard pro vkládání malých množství digitální informace v konvenčním Vysílání rádia FM. RDS standardizuje několik typů přenášených informací, včetně čas, identifikace stanice a informace o programu.

Standard začal jako projekt Evropská vysílací unie (EBU), ale od té doby se stal mezinárodním standardem EU Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC).

Systém rozhlasového vysílání (RBDS) je oficiální název používaný pro americkou verzi RDS.^[1] Tyto dva standardy se liší jen mírně.

Oba nesou data na 1 187,5 bitů za sekundu na 57kHz subnosič, takže během každého datového bitu existuje přesně 48 cyklů pomocné nosné. Subnosič RBDS / RDS byl nastaven na třetí harmonický 19 kHz FM stereo pilotní tón minimalizovat (komunikace) | rušení [rušení (komunikace) | rušení]] a intermodulace mezi datovým signálem, stereofonním pilotem a 38 kHz DSB-SC stereo rozdílový signál. (Rozdílový stereofonní signál dosahuje až 38 kHz + 15 kHz = 53 kHz, přičemž pro spodní postranní pásmo signálu RDS zbývá 4 kHz.)

Data lze odeslat pomocí [[oprava chyby]. RDS definuje mnoho funkcí, včetně toho, jak soukromé (interní) nebo jiné nedefinované funkce mohou ps.

Rozvoj

RDS byla inspirována vývojem Autofahrer-Rundfunk-Informační systém (ARI) v Německu Institut für Rundfunktechnik (IRT) a výrobce rádia Blaupunkt.^[2] ARI použila pomocnou nosnou kmitočet 57 kHz k indikaci přítomnosti dopravních informací ve rozhlasovém vysílání FM.^[3]

Technický výbor EBU zahájil projekt v roce 1974 Paříž setkání k vývoji technologie s podobnými účely jako ARI, která však byla pružnější a která by umožnila automatické přeladění přijímače, kde vysílací síť přenášela stejný rozhlasový program na mnoha různých frekvencích. Modulační systém byl založen na systému používaném ve švédském pagingovém systému a kódování základního pásma bylo novým designem, který byl vyvinut hlavně British Broadcasting Corporation (BBC) a IRT. EBU vydala první specifikaci RDS v roce 1984.^[2]

Do standardu byla přidána vylepšení funkce alternativních frekvencí a následně byla publikována jako Evropský výbor pro normalizaci v elektrotechnice (CENELEC) v roce 1990.^[2]

V roce 1992 USA Národní výbor pro rádiové systémy vydal severoamerickou verzi standardu RDS nazvanou Radio Broadcast Data System. Norma CENELEC byla aktualizována v roce 1992 přidáním Kanál dopravních zpráv a v roce 1998 s Open Data Applications^[2] a v roce 2000 byl RDS celosvětově publikován jako standard IEC 62106.^[4]

RDS2

Fórum RDS (Ženeva / CH) se na svém výročním zasedání (8. – 9. Června 2015) v Glionu / Montreux rozhodlo přinést nový standard RDS2. Standard bude vytvořen v úzké spolupráci s americkými kolegy z podvýboru NRSC RBDS a měl by nabízet jednotnou platformu pro FM vysílání a datové služby po celém světě.

Logo pro RDS1 a RDS2

Klíčové vlastnosti

• Plynulá podpora frekvencí od 64 MHz do 108 MHz (AF, EON )
• Nové kódování znaků: UTF-8 (stará EBU Charset zůstává pro režim kompatibility pro staré skupiny 0A / 2A).
• Nové zpracování ODA, skupiny „B“ jsou přiřazeny jako signalizační skupina skupinám „A“.
• Dlouhý název PS, až 32 bajtů se znakovou sadou UTF-8. (Indická, čínská, arabská a další)
• RadioText (eRT) dlouhý 128 bajtů se znakovou sadou UTF-8.
• Zvýšená kapacita z 11,4 na 57 „A“ skupin za sekundu. (2 109 bit / s. Čistá kapacita s technologií SMMS (single sublation carrier type single modulation-type))
• Grafický RadioText - podporuje šablony HTML / CSS (pro smartphony, autorádia, počítače / tablety)
• Podporuje zpětný kanál přes gRT, pokud má přijímač schopnost IP nebo SMS.
• Grafické logo provozovatele vysílání - obrázek maximálně 4 kilobajty (JPEG, PNG nebo GIF)
• Funkce hybridního rádia (částečně na základě vývoje Radio France)

Obsah a implementace

Přijímač RDS-TMC (Radio Data System - Traffic Message Channel) (vlevo) připojený k a TomTom navigační systém pro integraci provozních dat v reálném čase do navigace.^[5]

Následující informační pole jsou obvykle obsažena v datech RDS:

AF (alternativní frekvence seznam)

To poskytuje přijímači seznam frekvencí, který umožňuje přijímači přeladit se na jinou frekvence poskytující totéž stanice když je první signál příliš slabý (např. při pohybu mimo rozsah). Před provedením přepnutí rádio zkontroluje shodu PI kódu, aby se ujistil, že AF je stejná stanice. To se často používá v autorádiích, což umožňuje hlavní jednotce automaticky naladit silnější signál na cestách, volitelně se stejným regionálním kódem (takže v případě národních vysílacích stanic může uživatel pokračovat v poslechu originálu rozhlasový program).

CT (hodiny a datum)

Může synchronizovat a hodiny v přijímači nebo na hlavních hodinách v autě. Kvůli nepřesnostem přenosu může být CT přesné pouze do 100 ms od UTC. CT se obvykle nepřenáší, pokud provozovatel vysílání nemá způsob, jak pravidelně synchronizovat hodiny v kodéru RDS.

EON (vylepšené další sítě informace)

Informuje přijímač o dalších sítích nebo stanicích, spojených s poslouchanou, o dynamicky se měnící data, jako je zapnutí příznaku TA pro konkrétní stanici v síti v konkrétním okamžiku v důsledku provoz program vysílání a automaticky a dočasně umožňuje rádiu naladit tuto stanici.

PI (identifikace programu )

Toto je jedinečný 4 znak hexadecimální kód, který identifikuje stanici. Každá stanice v zemi by měla používat jedinečný 3místný kód se správným znakem předpony země. V USA se PI určuje použitím vzorce na stanici volací značka nebo náhodně přidělené NRSC překladatelům FM (kteří mají delší volací značku, takže jsou nekompatibilní se vzorcem)^[6]. PI kód ​​je nejdůležitější parametr RDS a nejčastěji přenášený v rámci datové struktury RDS. Standard RDS pro použití mimo USA definuje kódy zemí pro všechny země, takže žádná ze společných hranic nemá stejný kód. Tím odpadá nutnost koordinovat kódy mezi různými zeměmi. Jakýkoli přenos, který nese stejný kód, je přijímačem považován za stejný a může být přepnut na alternativní frekvenci pro zlepšení příjmu (i když není výslovně uveden jako alternativní frekvence).

PS (název služby programu)

Jedná se jednoduše o osmimístný statický displej, který představuje volací písmena nebo identifikační jméno stanice. Většina přijímačů schopných RDS tyto informace zobrazuje a pokud je stanice uložena v předvolbách přijímače, uloží tyto informace do mezipaměti pomocí kódu PI, frekvence a dalších podrobností souvisejících s touto předvolbou. V některých zemích používají stanice k dynamickému odesílání dalších informací. To je v některých zemích zakázáno a nejednalo se o jeho zamýšlené použití v systému RDS.

PTY (typ programu)

Toto kódování až 31 předdefinovaných typů programů (např. V Evropě: PTY1 News, PTY6 Drama, PTY11 Rock music) umožňuje uživatelům najít podobné programování podle žánru. PTY31 je vyhrazen pro nouzová hlášení v případě přírodních katastrof nebo jiných velkých katastrof.

REG (regionální)

Používá se to hlavně v zemích, kde národní vysílací společnosti provozují „regionálně specifické“ programy, jako jsou regionální odhlášení u některých svých vysílačů. Tato funkce umožňuje uživateli „uzamknout“ soupravu do aktuální oblasti nebo nechat rádio naladit na jiné regionálně specifické programování, když se přesouvá do jiné oblasti.

Příklad RT RDS v Los Angeles KFSH-FM

RT (rozhlasový text)

Tato funkce umožňuje rozhlasové stanici vysílat 64 (nebo méně běžně 32) znaků volnou textovou zprávu, která může být buď statická (například slogany stanice), nebo synchronizovaná s programováním (například název a interpret aktuálně přehrávaného obsahu) píseň).

RT + (rádiový text plus)

Vylepšení původního RT, které umožňuje odesílání umělců, titulů a některých dalších metadat příjemcům.

TA, TP (dopravní hlášení, dopravní program)

Přijímač lze často nastavit tak, aby tomuto příznaku věnoval zvláštní pozornost (využil výhod propojení EON, pokud je k dispozici) a například pozastavil disk CD nebo přeladil, aby dostal dopravní zpravodaj. Příznak TP se používá k tomu, aby uživatel mohl najít pouze ty stanice, které pravidelně vysílají dopravní zpravodajství, zatímco příznak TA se používá k signalizaci probíhajícího aktuálního dopravního bulletinu, přičemž rádiové jednotky možná provádějí další akce, jako je pozastavení CD / MP3 (takže můžete slyšet rádio) nebo zvýšit hlasitost během dopravního zpravodajství.

TMC (kanál dopravních zpráv )

Digitálně kódované dopravní informace. Ne všechna zařízení RDS to podporují, ale je často k dispozici pro automobilové navigační systémy. V mnoha zemích jsou vysílána pouze šifrovaná provozní data, a proto je k použití provozních dat vyžadován vhodný dekodér, případně spojený s předplacenou službou. Předplatné často platí výrobce vozidla, a proto je pro uživatele transparentní.

Oznámení překladače FM USA NRSC

Národní výbor pro rádiové systémy zavedl pro americké překladače FM jedinečný identifikační kód programu pro rádiové datové systémy. Jedním typem metadat přenášených subnosnou RDS je kód PI, který používá přijímač k jedinečné identifikaci zvukového programu vysílaného stanicí FM. V USA byl kód PI historicky odvozen z volacího znaku rozhlasové stanice, což se při použití ve spojení s FM překladači může zkomplikovat. Byl vytvořen nový algoritmus pouze pro FM překladače, který každému FM překladači přiřadí jedinečný PI kód. Tento algoritmus byl implementován pomocí webového nástroje a seznamu všech známých PI kódů pro všechny překladače FM v USA. [1]

Podpora RDS

Pokud jde o implementaci, většina autorádií bude podporovat alespoň AF, EON, REG, PS a TA / TP.

• Dražší autorádia nabídnou TMC, RT a / nebo PTY, možná s přepsáním „NEWS“.
• Domácí systémy, zejména hi-fi přijímače, budou podporovat hlavně funkce jako PS, RT a PTY.

Díky levnějším řešením pro malé rozměry roste počet implementací RDS v přenosných zvukových a navigačních zařízeních.

RDS kompatibilita

RDS subnosná na 57 kHz zabírá ± 2 kHz kompozitního spektra, což ji teoreticky udržuje nad horní mezní hranicí stereo subnosné na 53 kHz. Mezní hodnota 53 kHz je však zcela závislá na výkonu 15 kHz nízkoprůchodových filtrů použitých před stereofonním kodérem. Ve starších zařízeních byly tyto filtry navrženy pouze k ochraně pilota 19 kHz a někdy neposkytovaly dostatečnou ochranu subnosné RDS, když bylo přítomno značné množství stereofonních informací. V této situaci by zařízení pro vylepšení stereo v kombinaci s agresivním zpracováním zvuku mohly učinit subnosnou RDS nepřijatelnou.

Kompozitní ořezové systémy mohou také degradovat dílčí nosnou RDS kvůli harmonickým vytvořeným ořezáváním. Mezi modernější kompozitní nůžky patří filtrování, které chrání subnosič RDS.

Subnosná RDS obvykle používá odchylku nosné 2–4 kHz. Proto se odchylka dostupná pro programový materiál sníží o toto množství za předpokladu, že nebude překročen obvyklý limit odchylky 75 kHz.

Typy programů

V následující tabulce jsou uvedeny kódy kódů RDS a RBDS (PTY) a jejich význam:

Kód PTY	Typ programu RDS	Typ programu RBDS (Severní Amerika)
0	Žádný typ programu nebo nedefinováno	Žádný typ programu nebo nedefinováno
1	Zprávy	Zprávy
2	Aktuální události	Informace
3	Informace	Sportovní
4	Sport	Mluvit
5	Vzdělávání	Skála
6	Drama	Klasický rock
7	Kultura	Dospělé hity
8	Věda	Soft rock
9	Pestrý	Top 40
10	Pop music	Země
11	Rocková hudba	Oldies
12	Jednoduché poslouchání	Jemná hudba
13	Lehké klasické	Nostalgie
14	Vážná klasika	Jazz
15	Jiná hudba	Klasický
16	Počasí	Rytmus a blues
17	Finance	Měkký rytmus a blues
18	Dětské programy	Jazyk
19	Sociální věci	Náboženská hudba
20	Náboženství	Náboženská řeč
21	Zavolat	Osobnost
22	Cestovat	Veřejnost
23	Volný čas	Vysoká škola
24	jazzová hudba	Španělština Talk
25	Country hudba	Španělská hudba
26	Národní hudba	Hip hop
27	Oldies hudba	Nepřiřazeno
28	Lidová hudba	Nepřiřazeno
29	Dokumentární	Počasí
30	Test alarmu	Nouzový test
31	Poplach	Nouzový

^[7][8]

Pozdější standard RBDS implementovaný v USA se nepokusil odpovídat původnímu plánu RDS, proto je několik identických rozhlasové formáty dostali různá čísla, včetně jazzu, počasí, sportu a rocku. Nesouhlasí také jiné podobné formáty, jako například vary / college a phone-in / talk. To je hlavně problém pro Američané brát přenosná rádia ze své země.

Technická specifikace RDS

Standard RDS podle specifikace v EN 50067:1998^[9] je rozdělena do těchto sekcí podle modelu OSI (s výjimkou síťové a transportní vrstvy, protože se jedná o vysílací standard).

1. Datový kanál (fyzická vrstva)
2. Kódování základního pásma (vrstva datového spojení)
3. Formát zprávy (vrstva relace a prezentace)

Datový kanál (fyzická vrstva)

Fyzická vrstva ve standardu popisuje, jak je bitový proud získáván z rádiového signálu. Hardware RDS nejprve demoduluje signál subnosné RDS 57 kHz, aby extrahoval a Dvoufázové kódování signál, který obsahuje jak hodiny bitrate, tak diferenciálně kódovaný bitstream. To umožňuje načítání bitového toku RDS prostřednictvím diferenciálního dekodéru, který vyžaduje synchronizované hodiny a odlišně kódovaný bitový tok.

Kódování základního pásma (vrstva datového spojení)

Vrstva datového spoje popisuje kódování základního pásma, jehož největší prvek ve struktuře se nazývá „skupina“ o velikosti 104 bitů. V každé skupině jsou 4 bloky o šířce 26 bitů. Každý blok obsahuje 16bitové datové slovo a 10bitové kontrolní slovo. V případě IC tuneru FM RDA5807M IC zobrazuje skupinu v samostatných 16bitových blocích přes čtyři registry i2c. Nejprve se odešle nejvýznamnější bajt všem skupinám bez mezery mezi skupinami nebo bloky.

Synchronizace struktury kódování základního pásma z bitového toku RDS

Identifikace bloků a skupin zpráv RDS se provádí pomocí 10bitové offsetové tabulky obsahující offsetové slovo: A, B, C, C 'a D (v RBDS to zahrnuje také „E“).

Formát zprávy (vrstva relace a prezentace)

Skupina zpráv RDS se skládá ze dvou verzí struktury skupiny, které jsou ve standardu označeny jako typ A a typ B.

Sdílená struktura

V rámci bloku 1 a bloku 2 jsou struktury, které budou vždy k dispozici v obou skupinových verzích pro rychlou a citlivou identifikaci. První blok každé skupiny bude vždy identifikační kód programu. Druhý blok věnuje první 4 bity pro typ aplikace / skupiny.

Význam bloku 2 bitů

• GTYPE: Typ skupiny
• B0: Pokud B0 = 0, pak skupina zpráv typ A, jinak typ B
• TP: Dopravní program. Označuje, zda se jedná o rozhlasový program dopravních výstrah.
• PTY: Typ programu
• ????: Zbytek bitů závisí na typu skupiny

Verze zprávy A

Verze zprávy B

Blok 3 se používá k opakování identifikačního kódu programu.

Identifikační kód programu (kód PI)

To umožňuje rychlou identifikaci typu rádiového programu na základě země, oblasti pokrytí a referenčního čísla programu. Zatímco kód země je specifikován standardem, bit 11 až bit 0 je specifikován místními orgány každé země.

Typ skupiny

Toto je krátký seznam úplného typu skupiny. Každý typ skupiny může mít k dispozici sekundární verzi

Příklady zpráv RDS

Jedná se o nekomplexní příklady, které pokrývají pouze jednoduché zprávy, jako je název stanice, text rádia a datum a čas.

Typ skupiny 0 - Verze B - Název stanice

Jak jsme již popsali předchozí pole výše, tyto tečkované body níže ukazují pouze pole specifická pro aplikaci.

• TA: Dopravní hlášení
• M / S: Hudba / Řeč

Název stanice a identifikační kód dekodéru se odesílají postupně do 4 skupin, kde je offset definován bitem C1 a C0.

Typ skupiny 2 - Rozhlasový text

Jak jsme již popsali předchozí pole výše, tyto tečkované body níže ukazují pouze pole specifická pro aplikaci.

• A / B: Textový příznak A / B se používá k detekci, zda je požadováno vymazání obrazovky.
• C3 to C0: Is the text segment offset value

Název stanice a identifikační kód dekodéru se odesílají postupně ve 4 skupinách, kde je offset definován bitem C1 a C0.

Skupina Typ 4 - Verze A - Čas a data hodin

Pokud se používá skupina typu 4A, musí se vysílat každou minutu podle EN 50067.

Skupina hodin času je vložena tak, že minutová hrana nastane do +/- 0,1 sekundy od konce skupiny hodin času.

Čas a datum jsou zabaleny takto:

Poznámka: Posun místního času je vyjádřen v násobky půl hodiny v rozsahu -12h až +12h

• ZTRÁTA: Znak místního offsetu (0 = +, 1 = -)

Příklad použití RDS

Následující tři obrázky ilustrují, jak lze RDS použít na rozhlasové stanici FM; poslední dva byly pořízeny, když bylo naladěno rádio Nottingham rádiová stanice Trent FM. Všechny obrázky jsou zobrazeny na Sony Přenosné rádio XDR-S1 DAB / FM / MW / LW.

Typické rádiové zobrazení, když nejsou k dispozici žádná data RDS

Typický displej rádia zobrazující pole PS name (program service).

Ukázkové použití textu rádia, v tomto případě se jménem a interpretem vysílané skladby - Duran Duran je Uložit modlitbu - spodní řádek posouvá a odhaluje zbytek textu.

PI A206

Servisní nabídka autorádia

Dekodérové ​​čipové sady RDS

RDS Demodulátor Sanyo LC72723

Společnosti jako ST mikroelektronika, Silicon Labs v Austin, Texas a NXP Semiconductors (dříve Philips ) nabízejí jednočipová řešení, která se nacházejí v těchto zařízeních.

Viz také

Typické spektrum složeného signálu základního pásma

RDS na vysoké úrovni API

• Pokročilé multimediální doplňky (JSR-234) (v programovacím jazyce Java)
• OpenMAX AL (v programovacím jazyce C)

Související technologie

• ALERT FM - RBDS nouzový oznamovací systém
• HEARO - zaniklý systém nouzových oznámení RBDS
• Datový rádiový kanál (DARC)
• DirectBand
• PSIP
• UECP – protokol (Universal Encoder Communication Protocol)^[10]
• RDS VĚCÍ - Používání RDS ve Windows Chytré město aplikace.

související témata

• Digitální rádio
• Oprava chyb
• FM vysílání
• Internetové rádiové zařízení
• Modem
• Rádiový přijímač
• Teletext ~ Přenos dat 6,5 kbit / s přes analogový televizní kanál

Poznámky

Reference

• Adresář evropského FM vysílání, Evropská příručka FM 2002–2003, 13. vydání, publikováno 1. července 2002, formát B5, ISBN  951-98733-1-7 [2]
• Dietmar Kopitz, Bev Marks, RDS: Radio Data System (knihovna mobilních komunikací), ISBN  0-89006-744-9 [3]
• Zpráva MSB VMA, [4]
• http://www.interactive-radio-system.com/docs/EN50067_RDS_Standard.pdf

externí odkazy

• FARWAY IRFC, televizní a rozhlasový přenos, kodéry rádiových datových systémů
• Specifikace standardu RDS, dostupná na fóru RDS
• „Národní výbor pro rádiové systémy NRSC-4 USA Standard RBDS - Specifikace systému pro rozhlasové vysílání (RBDS)“
• The Fórum RDS je profesní sdružení uživatelů vysílací technologie Radio Data System
  • RDS: „The Radio Data System“, „The Broadcasters Guide to RDS“
  • Funkce RDS slouží jako tuningové pomůcky
• xRDS „Rozšíření kapacity přenosu dat RDS“
  • „Prezentace xRDS na zasedání RDS Forum 2011“
• RDSList.com
• GR-RDS na Githubu - GNU radiová implementace open source přijímače a vysílače RDS
• Dekódování programu a obvodu RDS TMC.
• Zvukové subnosiče FM vysílání a TV vysílání - Clifton Laboratories