Что такое RDS, который для FM…

42 просмотров

Есть такой стандарт кодирования и передачи сигналов, который используют радиостанции работающие с частотной модуляцией. И большинство из нас с ним сталкивались, но многие не задумывались, что это такое и тем более не знают, для чего предназначен и что умеет этот самый RDS, а оно умеет очень много.

Есть такая теория, что стандарт RDS был разработан специально для автомобильных приемников, но потом посмотрели что это хорошо и он появился в остальных FM приемниках. Однако многие из нас его впервые увидели именно в автомобильном радио.

Отображение названия станции, которое никто не вводил на экране радиоприемника, отображение играющей сейчас композиции, настройка точного даты времени, как бы само собой, все это тот самый RDS.

реклама

Стандарт передачи информации RDS (Radio Data System) был принят как стандарт в 1990 году. При разработке сигнала решалось несколько основных вопросов:

  • передача текстовой информации для отображения пользователю
  • передача служебной информации, для управления приемным устройством (да этот сигнал без вашего вмешательства может управлять вашим приемником)
  • передача сигналов точного времени в данном часовом поясе
  • передача оперативной информации с целью срочного (оперативного) информирования населения в чрезвычайных ситуациях

Это конечно не полный список – только основные функции. Но чуть ниже я приведу полный список сигналов, точнее надеюсь, что полный, потому что полной информации, какого-то даташита по сигналам этой системы я так и не нашел, возможно у кого-то есть и вы поделитесь, будет отлично.

И еще стоит отметить, что не все радиоприемники которые умеют принимать RDS сигналы, имеют включенной эту функцию сразу. Если ваш приемник не отображает на экране название станции, а вы думаете, что должен, то поищите кнопочку с аббревиатурой RDS на передней панели или поройтесь в меню.

реклама

Но для начала, с точки зрения радиолюбителя, разберемся как это устроено и как это работает.

Спектр сигнала FM станции выглядит примерно так:

спектр FM сигнала радиостанции

Не все радиостанции используют именно такой спектр, есть и более сложное строение и более простоте, но для нас данного вполне достаточно. Первый “горб” и самый большой, это моно сигнал станции, именно так как там и подписано левый+правый канал. Затем идет несущая с пилот тоном (19кГц), она нужна для декодирования стерео сигнала, разложения его на правый и левый каналы. Кстати именно туда изначально кодировалась служебная информация. Затем два “горба” это стерео сигнал. И вот далее на отметке 57кГц мы видим RDS сигнал, и это 3-я гармоника несущей 19х3 = 57кГц.

Кодирование выглядит вот так:

схема кодирования RDS

На схеме обозначено 5 пунктов:

1. формирование исходного сигнала (я умышленно не пишу “информационного” или “текстового”, потому что сигналы могут быть и управляющими). Сигнал изначально формируется в 16 битном формате, но потом к нему добавляется еще 10 бит, благодаря чему достигается избыточность, позволяющая восстанавливать достоверность информации на очень высоком уровне, даже при частичной потере сигнала в процессе передачи/приема.

2. полученный сигнал умножается по модулю 2. Тем самым даже при инвертировании сигнала в процессе передачи/ приема и обработке в приемном тракте информация останется исходной, достаточно в приемном тракте еще раз умножить сигнал по модулю 2 и мы получим исходный сигнал.

3. На третьем, четвертом и пятом шаге происходи изменение формы сигнала. Цифровой или импульсный сигнал плохо подходят для передачи по радио каналу, поэтому их всегда дополнительно “кодируют”. К примеру, если помните, тональный набор номера в телефонии – это тоже кодирование цифрового сигнала. Смыл в том, что бы сигнал в результате был похож на изменяемый синусоидальный сигнал, т.е. синусоида в том или ином виде. Сегодня это конечно звучит довольно странно, но тогда, в далеком 1990 (а разработка началась еще раньше, в 70-х) вычислительные мощности доступные обычному и каждому пользователю в бытовом приемнике были сильно ограничены, и исходя из этого и был выбран такой способ кодирования и изменения сигнала.

Полученный таким образом сигнал должен иметь необходимую частоту 57кГц, затем он суммируется с остальными: полезным сигналом вещания и пилот тоном.

На это все, все это передается в эфир.

На входе спектр сигнала выглядит примерно так:

спектр FM сигнала

и с первого взгляда это сложно разобрать на нужное и не нужное, но мы знаем частоты полезного нам сигнала, а точнее сигналов:

И разбив сигнал на нужные участки спектра – получаем понятную картину, т.е. то что должны были увидеть.

Теперь берем 4-ю часть спектра и пропускаем через фильтры и демодулятор и получаем 16-ти битный сигнал.

Принцип демодуляции сигнала на приеме

Далее все это дело обрабатывает процессор. Картинки приведены из одного из мануалов который удалось найти, но это как вы понимаете не полный мануал. Кстати там сразу написано, что сигнал для станций на частотах 88-108 МГц, но и обозначено для Европы. И точно так же можно иногда встретить в западной литературе, что “стерео” в ФМ возможно только на тех же частотах 88-108. Но на самом деле это не так.

Функции RDS

Сигналы или функции RDS сигнала разделены на 2 части: Базовые и дополнительные.

Базовые функции

  1. PI – Programme Identification – Идентификация программ, отображение на табло приёмника названия принимаемой программы (радиостанции) и номинал её рабочей частоты
  2. AF – Alternative Frequencies list – Список альтернативных частот возможность автоматизированной перестройки радиоприёмника, например в случае ухудшения приёма сигналов на данной частоте, на другие частоты, на которых также осуществляется передача сигналов данной программы
  3. PS – Programme Service name – Служебное название программы, информирует о названии программ, передаваемых радиостанцией
  4. TP – Traffic Programme identification – Идентификация программ дорожных сообщений, содержит информацию о порядке организации движения на трассе
  5. TA – Traffic Announcement identification – Сообщение о дорожном движении, содержит информацию об изменениях обстановки на дороге

Дополнительные функции

EON – Enhanced Other Networks information – Взаимодействие с другими сетями, обеспечивает переключение приёмника на другой канал (возможно задание до 8 настроек), по которому передаётся служебная информация, например, о дорожной обстановке, не транслируемая принимаемой в данный момент радиостанцией

PTY – Programme TYpe – Идентификация типа программы, используется для автоматического управления приёмником с целью выбора программ заданного типа, всего в стандарте предусмотрена идентификация 32 вариантов типов программ

MS – Music Speech switch – Переключатель «Музыка/Речь», используется для автоматического переключения уровня громкости или корректирующих частотных фильтров в соответствии с видом принимаемой программы

CT – Clock Time and date – Текущее время и дата, непрерывно обновляемая информация о дате и точном местном времени, которая может использоваться для отображения или автоматической установки и подстройки часов

DI – Decoder Identification and dynamic PTY indicator – Идентификация декодера и динамический PTY индикатор, обозначает тип передаваемого сигнала (моно, стерео, стерео с компрессией) и может использоваться для автоматического переключения режима работы декодера

RT – RadioText – Радиотекст, передача коротких, до 64 символов, текстовых сообщений, отображаемых на табло приёмника

RP – Radio Paging – Радиопейджинг, передача буквенно-цифровых пейджинговых сообщений

EWS – Emergency Warning System – Система аварийного оповещения, предназначена для обеспечения кодирования предупреждающих сообщений. Эти сообщения передаются только в критических ситуациях и определяются только специальными приёмниками

IH – In House application – Бытовое применение, 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

ODA – Open Data Applications – Открытые прикладные программы данных, позволяют программам данных, заранее не определённым стандартом, передаваться в числе названных групп при передаче сигнала RDS

TDC – Transparent Data Channels – «Прозрачные» каналы данных, состоят из 32 каналов, которые могут использоваться для передачи любого типа данных

DGPS – Differential GPS correction data services – Услуга дифференциальной коррекции GPS данных, передача в составе RDS-сигналов величин так называемых дифференциальных поправок для глобальной спутниковой навигационной системы GPS, позволяющих существенно повысить результирующую точность определения координат

TMC – Traffic Message Channel – Канал автодорожных сообщений, предназначен для использования при передаче кодированной информации о дорожной обстановке. Кодирование TMC осуществляется по отдельному стандарту CEN ENV 12313-1

И кроме всего прочего необходимо добавить, сто сигнал RDS рассчитан только не передачу букв латинского алфавита в сообщения, но современный магнитолы научились распознавать и декодировать латиницу.

Большая часть из этого списка не используется в наших широтах от слова “ВООБЩЕ”, в США в некоторых штатах законодательно закреплено использование этого стандарта передачи данных, как обязательное, для возможности своевременного информирования населения. Кстати именно автомобильные радиоприемники в авто из Штатов наиболее приспособлены для приема и обработки этого сигнала, в плоть до автоматической перестройки на другую частоту, таким образом у них решается вопрос: оставить слушателя на этой же станции даже если он передвигается по трассе и “выезжает” из зоны действия передатчика, а станция и дальше вещает, в следующем регионе, но уже на другой частоте.

В наших же широтах многие авто-путешественники наверняка замечали, что при пересечении часового пояса, или при приезде в другую страну с другим часовым поясом, часы в авто перестраиваются сами, конечно при работающем радио.

Как я уже сказал информация быстрее всего не полная, поэтому жду ваших дополнений или исправлений.

Поделится