22 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое RDS

Что такое RDS?

RDS магнитола автомобиль

RDS — Radio Data System — многоцелевой стандарт, предназначенный для передачи информационных сообщений по каналам ЧМ-радиовещания в диапазоне УКВ.

Прародителями этого стандарта явились автомобилисты и УКВ радиостанции, передающие данные об пробках в Германии.

Изготовители автомобильной аппаратуры реализуют в своих моделях возможности системы RDS. Наиболее распространенные — это все основные TP/TA, AF совместно с PI и PS, несколько дополнительных: PTY, CT, RT, и, конечно, EON.

Приходится только с сожалением констатировать, что за прошедшие десятилетия развития FM-радиовещания в нашей стране полноценное RDS так и не стало реальностью. И все заложенные в аппаратуре возможности по приему пропадают.

RDS нашел наиболее широкое применение в автомобильных радиоприёмниках/магнитолах, для отображения на их дисплеях сопутствующей радиопередачам информации, передаваемой радиостанциями.

В 1999 году стандарт RDS IEC 62106 был принят членами Европейского радиовещательного союза (EBU) в качестве единого многоцелевого стандарта. Европейский союз радиовещателей (EBU) принял рекомендацию о системе передачи данных (Radio Data System или сокращенно — RDS) радиовещательными станциями, работающими в диапазоне FM (87, 5–108 МГц).

Система предусматривала предоставление слушателям целого ряда новых услуг:

1.возможность оперативного получения информации водителем о заторах и пробках на крупных автодорогах, возможных путях объезда, метеоусловиях и т. д..

2.передачу информации о принимаемой станции: название, характер вещания.

3.синхронизация часов радиоприёмника с эталонными на радиостанции.

Функции приема сигнала по системе RDS имеет не только современная автомобильная и стационарная аппаратура, но даже и переносные радиоприемники и магнитолы. Правда, в переносном варианте реализуется прием не всех кодов, а только самых необходимых: PS и PI/AF.

В настоящее время в системе RDS предусмотрена возможность реализации большого количества функций, однако, как правило, в RDS-радиоприёмниках используются только пять основных, так называемых базисных, функций:

Расшифровка

Базисные функции

Programme Identification
Идентификация программ

отображение на табло приёмника названия принимаемой программы (радиостанции) и номинал её рабочей частоты

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

Programme Service name
Служебное название программы

информирует о названии программ, передаваемых радиостанцией

Traffic Programme identification
Идентификация программ дорожных сообщений

содержит информацию о порядке организации движения на трассе

Traffic Announcement identification
Сообщение о дорожном движении

содержит срочную информацию об изменениях обстановки на дороге

Дополнительные функции

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

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

Music Speech switch
Переключатель «Музыка/Речь»

используется для автоматического переключения уровня громкости или корректирующих частотных фильтров в соответствии с видом принимаемой программы

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

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

передача коротких, до 64 символов, текстовых сообщений, отображаемых на табло приёмника

Radio Paging
Радиопейджинг

передача буквенно-цифровых пейджинговых сообщений

Emergency Warning System
Система аварийного оповещения

предназначена для обеспечения кодирования предупреждающих сообщений. Эти сообщения передаются только в критических ситуациях и определяются только специальными приёмниками

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

Open Data Applications
Открытые прикладные программы данных

позволяют программам данных, заранее не определённым стандартом, передаваться в числе названных групп при передаче сигнала RDS

Transparent Data Channels
«Прозрачные» каналы данных

состоят из 32 каналов, которые могут использоваться для передачи любого типа данных

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

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

Сначала в Германии, а затем в других странах Западной Европы началась с конца 70х годов регулярная передача сообщений о дорожной обстановке сетью FM-радиостанций. Это как раз то что нужно, ибо слушают радиоприемник во время поездки почти все. Но хорошо бы еще и предупредить слушателя, что именно эта радиостанция сейчас передает так необходимую ему информацию. И осуществить это желательно специальным управляющим сигналом, особенно если в данный момент он слушает не радио, а магнитофонную запись или компакт-диск.

Читайте так же:
Как передать приложение через Bluetooth на самсунге?

Что такое RDS?

Система предусматривала предоставление слушателям целого ряда новых услуг. Во-первых, возможность оперативного получения информации водителем о заторах и пробках на крупных автомобильных дорогах, возможных путях объезда, метеоусловиях и т.д. Во-вторых — передачу названия принимаемой станции и информации о характере вещания. Радиоприемник должен реагировать на сопровождающие эти сообщения управляющие сигналы автоматически, чтобы не отвлекать водителя от машины.

Рекомендация предполагает дальнейшее развитие системы и поэтому содержит еще несколько вариантов использования этого канала передачи данных, которые разделяются на основные, дополнительные и вспомогательные. Экспериментальная эксплуатация этой системы в странах Западной Европы началась с 1986 года.

Принцип совмещения канала передачи данных в системе RDS аналогичен используемому при передаче телетекста. Только вместо временного разделения (передача телетекста происходит вместе с синхронизирующими строчными импульсами в начале каждого кадра) в радиовещании используется частотное: для передачи данных выделена узкая полоса вокруг поднесущей 57 кГц.

Поскольку эта полоса расположена выше передаваемого стереофонического сигнала, помех обычному радиовещанию не создается. Однако сказанное относится только к системе стереофонического радиовещания с пилот-тоном, а потому простой перенос системы в диапазон УКВ просто физически невозможен.

Прямой вызов функций RDS (кнопки T.INFO, AF, P.PTY, P/S) и вся нижняя строка индикатора, призванная отображать их прием, остаются в России невостребованными

В рекомендации предусмотрены пять основных режимов, которые могут использоваться как отдельно, так и совместно, дополняя друг друга.

Код «идентификация программ» (PI) позволяет приемнику распознавать страну или область, в которой ведется радиовещание и самостоятельно идентифицировать программу. Этот код обычно не отображается на индикаторе, а используется совместно со следующим кодом — «альтернативные частоты» (AF).

Список альтернативных частот, имеющих один и тот же код PI, запоминается в декодере RDS и, когда вы едете на машине и оказываетесь в зоне работы двух или более радиостанций, ведущих трансляцию одной и той же программы, позволяет автоматически выбрать ту частоту, на которой в данном районе обеспечивается наилучший прием.

При приеме кода «служебное название программы» (PS) , который содержит текст максимум из десяти знаков (букв или цифр), на дисплее формируется название станции или заменяющая его аббревиатура. При использовании спутниковой связи эффективность RDS будет возрастать.

Что это даст радиослушателю? Еще два кода: «программа дорожных сообщений»/»сообщение о дорожном движении» (TP/TA), которые, дополняя друг друга, связаны с передачей дорожной информации. Кодовое сообщение TP означает, что данная радиостанция регулярно передает сообщение о дорожном движении, а TA — обеспечивает автоматическое включение передаваемых сообщений об обстановке на трассе, даже если вы слушаете магнитофонную кассету или компакт-диск. Кроме того, коды TP/TA могут использоваться для автоматического поиска станций, передающих сообщения о дорожном движении.

Расширение возможностей системы RDS осуществляется также за счет использования семи дополнительных кодов. Однако не все из них получили к настоящему времени такое же распространение как основные. Код «идентификация типа программы» (PTY) дает возможность выбрать радиостанцию по типу передаваемой программы. Для обозначения различных типов программ предусмотрено 32 кода, часть из которых определена: классическая музыка, джаз, поп, рок, новости, спорт, театр и т.д., а последние зарезервированы для передачи сигналов бедствия.

Укажите один из кодов, и приемник сам найдет нужную радиостанцию! В сложных моделях код можно выбирать, а в простых — какой-нибудь один.

Чаще всего — это новости, и соответствующая кнопка так и называется: RDS/NEWS. Предоставление подобной услуги в ряде стран началось с 1995 года. Широко используется в последних моделях автомагнитол и код «Расширение на другие сети» (EON). В этом случае ваш приемник может быть даже не настроен на частоту радиостанции, передающей сообщения с кодом, но он автоматически мгновенно переключится на другую сеть радиостанций (одну из 8), передающую сообщения о дорожном движении.

Кодовый сигнал «точное время» (CT) позволяет отображать дату и время с автоматической коррекцией в зависимости от местоположения: по часовому поясу или летнему/зимнему времени. Это единственная из дополнительных функций, которая начала предоставляться одновременно с основными.

В режиме передачи кода «RT» возможен прием текста длиной до 64 знаков или символов с выводом бегущей строкой или озвучивания с помощью синтезатора речи. Содержание текста может оперативно меняться оператором или диктором радиостанции во время передачи. Код «номер элемента программы» (PIN) передается в начале передачи с RDS, и затем в установленные моменты, запрограммированные в сетке вещания. Два следующих дополнительных кода позволяют производить корректировку частотной характеристики радиоприемника. Код «музыка»/»речь» (MS) содержит команду обеспечивающую необходимое автоматическое переключение тембра при смене характера передачи, а посылка в составе сигнала начала или конца передачи кода «идентификация декодера» (DI) выбирает режим работы стереофонического декодера из нескольких возможных режимов, наилучшим образом отвечающего полному использованию сигналов передаваемой программы.

Изготовители автомобильной аппаратуры реализуют в своих моделях не все возможности системы по очень простой причине: радиовещатели используют далеко не все коды. Наиболее распространенные — это все основные TP/TA, AF совместно с PI и PS, несколько дополнительных: PTY, CT, RT, и, конечно, EON.

Читайте так же:
Для чего реле блокировки стартера Камаз?

Но ничто не стоит на месте, и изготовители предлагают варианты усовершенствования. Например, в моделях автомагнитол фирмы Blaupunkt для расширения возможностей режима EON имется цифровое запоминающее устройство для записи речи, которое продолжает работать еще в течение трех часов после выключения магнитолы. Включив магнитолу после отсутствия и нажав на традиционную для фирмы голубую кнопку с надписью TIM, вы сможете прослушать последнее сообщение о дорожной обстановке — из передававшихся в эти три часа. Более того, у вас есть возможность запрограммировать магнитолу на любые три часа работы в этом режиме в течение суток.

Вы садитесь утром за руль, чтобы ехать на работу, а у вас уже есть последние сообщения об обстановке на дороге, так как TIM сам находит последнюю информацию. Широко внедряется возможность приема сигналов RDS и в стационарную аппаратуру.

Сегодня все ресиверы, мини- и микросистемы, предназначенные для европейского рынка, оборудованы тюнерами с возможностью приема кодов RDS. Они, как правило, имеют стандартный обязательный набор из девяти функций, приведенный выше для автомагнитол.

Что означает функция rds в автомобильном радиоприемнике?

like0 03 Октября 2016

  • Что означает функция rds в автомобильном радиоприемнике?
  • Radio Data System
  • Какие функции есть у rds, их описание
  • Базисные
  • Дополнительные
  • Как включить rds на магнитоле?
  • Radio Data System, немного истории

star star star star star star star star star

RDS в приемникеСложно представить себе современную машину, которая не имела быв своем салоне магнитолу или радиоприемник. Но даже если завод-производитель не установил подобный девайс в свое творение, то вы сможете приобрести его дополнительно. Сегодня водители выбирают автомагнитолы с самой сложной, современной начинкой, среди которых нужно выделить устройства со встроенной системой RadioDataSystem, сокращенно RDS. Что же такое система RDS в магнитоле и чем она примечательна? Давайте разбираться вместе.

Radio Data System

Radio Data System (сокращенно RDS)– название многоцелевого стандарта, который используется с целью передачи информационных данныхпри помощи каналов ЧМ-радиовещания в диапазоне УКВ. Такая система приобрела широкую популярность, и сегодня активно применяется не только в автомагнитолах, но и в мобильных устройствах, а также в программах,с помощью которых появилась возможность прослушивания различных радиостанций.

RDS позволяет получать и отображать на экране устройства дополнительную информацию: название радиостанции, музыкальной композиции, имя исполнителя и даже данные об обстановке на дорогах (перекрытия, заторы, ремонтные работы и т.д.).

В европейских и американских странах стандарт RDS используется намного шире, чем в России или Украине, где чаще всегоего применяют для передачи названия радиостанции, музыкальной композиции или отображения рекламных сообщений.

Приемник

Какие функции есть у rds, их описание

Для передачи информационных данных стандартно используется латиница, а также цифры и специальные символы. Кириллицуи другие алфавиты применить пока невозможно. Сегодня, RDS-стандарт предусматривает использование самых различных функций, но на практике большинство радиоприёмниковспособны поддерживатьтолько базисные (стандартные) функции.

Базисные

Говоря о базисных функциях RDS, следует выделить следующие:

Базисные

Дополнительные

Если вам приходилось слышать словосочетание «PTY на магнитоле», но вы не знаете,что это, тогда этот раздел статьи поможет разобраться.

Дополнительные Дополнительные Дополнительны Дополнительны

Как включить rds на магнитоле?

Некоторые автолюбители даже не подозревают, что их автомагнитола обладает функциями RDS. Но чаще всего такие устройства совмещают в себе большое количество различных параметров, отвечающих за работу радиоприемника.

Поэтому все, что нужно, – это просто включить RDS, в чем поможет специальная клавиша, расположенная на устройстве, или аналогичная функция, которую можно найти в меню. Более того, многие устройства обладают возможностью регулировки количества отображаемых данных.

Radio Data System, немного истории

Приемник в автоПоддержка RDS – это очень выгодное дополнение стандартных функций обычной магнитолы, что помогает получать дополнительную информацию в режиме прослушивания радио. История данного стандарта началась в 1970-е годы, когда сначала в Германии, а за ней и в некоторых других странах Европы, начали воплощать в жизнь идеюпомощи водителям в сложных ситуациях на дороге.

Идеальным решением такой проблемы стала регулярная передача соответствующих сообщений FM-радиостанциями, которые слушают практически все водители. Но вот хорошо было быпредупредить слушателя о том, что именно эта радиостанция передает сейчас важную информацию, а еще лучше осуществить эту задачу при помощи специального управляющего сигнала, позволяющего получить важное сообщение даже в режиме прослушивания компакт-диска или магнитофонной записи.

Первые системы с такими функциями увидели мир в начале 1980-х годов, а начиная с 1986 года,в некоторых европейских странах начались экспериментальные испытания новой системы. В 90-х годах ХХ века Европейский вещательный союз стал передавать данные RDS станциям радиовещания, которые работали в диапазоне FM (65—108 МГц). С этого момента стало понятно: поддержка RDS в FM приёмнике, что уже устанавливался во многих серийных транспортных средствах – это очень полезная и выгодная функция.

Впервые данный стандарт был опубликован CENELEC в 1990 году как EN 50067, после чего два раза пересматривался – в 1992 и 1998 годах.

Радио в автоВ 1999 году члены Европейского радиовещательного союза (EBU) приняли RDS-стандарт как единый многоцветный. Данная система позволила пользователям открыть новые горизонты в использовании обычного радиоприемника. Так, появилась возможность быстрого получения информации о пробках и заторах на крупных дорогах общественного значения, альтернативных путях их объезда, погодных условиях и т.д.

Читайте так же:
Где находится номер кузова на Фольксваген Гольф 2?

Кроме того, стала возможной передача информационных данных о принимаемой станции (например, ее название и характер вещания), а также теперь можно синхронизировать часы устройства с эталонным временем на станции радиовещания.

Радиоприемник должен автоматически реагировать на управляющие сигналы, которые сопровождают каждое такое сообщение, что поможет водителю оставаться сосредоточенным на дороге. Поскольку в будущем предусмотрено дальнейшее развитие системы, то выделяют еще несколько вариантов примененияэтогоканала передачи данных. Последние можно разделить на основные, дополнительные и вспомогательные.

Одним из наиболее характерных отличий RDS-стандарта является возможность его использования для передачи данных не только в сетях радиовещания, но и телевидения.

Радиоприемник в автоПринцип сочетания канала передачи данных в этой системе такой же, как и используемый для передачи телетекста, вот только место временного разделения (телетекст транслируется в начале каждого кадра совместно с синхронизирующими строчными импульсами) в радиовещании заняло частотное (передача данных осуществляется при помощи узкой полосы, размещенной вокруг поднесущей 57 кГц). Данная полоса находится выше посылаемого стереофонического сигнала, а значит, система RDSне будет создавать помех обычному радиовещанию.

Правда, все вышесказанное относится лишь к системе стереофонического радиовещания, имеющего пилот-тон, а посему обычный перенос системы в диапазон УКВ (OIRT) никак невозможен.

Стандарты IEC не действуют в Америке, а вся система RDS несколько изменена и называется RВDS. Она адаптирована для удовлетворения конкретных запросов североамериканских FM-радиостанций. Официальное название стандарта RВDS — NRSC-4-А, и он находится в ведении Национального комитета радиосистем США.

Ну что ж, узнав о всех особенностях системы RDS, вы можете не сомневаться в том, что это действительно полезная опция, и если ваша автомагнитола ее поддерживает, следует провести активацию как можно быстрее.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

RDS в автомагнитоле — необходимая для водителя функция

Для большинства водителей в России, которые приобрели иномарку, опция под надписью «RDS» на автомагнитоле ни о чём не говорит, поскольку практически не используется на ее необъятных просторах.

Что такое RDS в магнитоле

Между тем, это полезная и даже очень необходимая для пользователей функция.

Что такое RDS в магнитоле

RDS (Radio Data System) — это международный многоцелевой стандарт, предназначенный для передачи специальных сообщений по радио в УКВ диапазоне. Пионерами в его разработке стали прагматичные немцы, которые в 70-е годы прошлого века решили через радиостанции извещать водителей о пробках на дорогах Германии.

Эта инициатива нашла дальнейшее развитие и со временем преобразовалась в целую систему. Важная информация о пробках, авариях, путях их объезда стала сразу же доводиться до пользователей, так как передавалась с управляющим сигналом, который принимался специальным RDS блоком на автомагнитоле и мгновенно переключал ее на необходимый канал, независимо от того, что было перед этим включено – проигрывать или радио.

Какие функции есть RDS

Так была достигнута своевременность доведения сообщений, без отвлечения водителя на их поиск, по окончании передачи которых, приемник сам переходил на предыдущую программу.

На сегодняшний день, благодаря принятию Европейским радиовещательным союзом единого стандарта RDS IEC 62106, эта система принята на вооружение всеми странами Европы.

Какие функции есть у RDS их описание

Кроме передачи информации об обстановке на дорогах система RDS осуществляет и множество других функций, пять из которых считаются основными:

  • PI – отображает на табло магнитолы название принимаемой программы и её рабочую частоту;
  • AF – автоматически перестраивает частоту приема программы, в случае ухудшения сигнала, на другую, по которой передается эта же программа;
  • PS – информирует о названии программ, передаваемых радиостанцией;
  • TP – дает сообщения о порядке организации движения на трассе;
  • TA – позволяет получить срочную информацию об изменениях обстановки на дорогах.

Система RDS в авто

Ряд других функций являются дополнительными:

  • EON – обеспечивает переключение приёмника на другой канал, на котором в данный момент идет сообщение о дорожной обстановке;
  • PTY – идентифицирует тип программы;
  • MS — автоматически переключает громкость, в зависимости от принимаемой программы;
  • CT — обновляет время в зависимости от часового пояса;
  • DI – обозначает тип передаваемого сигнала;
  • RT – используется для передачи до 64 символов текстовых сообщений, которые высвечиваются на табло приемника;
  • RP – используется для передачи пейджинговых сообщений;
  • EWS – используется только в аварийных ситуациях и может приниматься только специальными приемниками;
  • IH – используется для бытового применения операторами станций;
  • ODA – открытые прикладные программы данных, которые могут передаваться совместно с сигналами RDS;
  • TDC – резервирует 32 канала для передачи любых данных;
  • DGPS – корректирует данные спутниковой навигационной системе GPS, повышая точность определения координат;
  • TMC — канал автодорожных сообщений, передаёт кодированную информацию о дорожной обстановке.
Читайте так же:
Где собирают ваз 2110 Богдан?

Из всего многообразия функций, предоставляемых RDS опцией в автомагнитолах, в России используется лишь их незначительная часть. Связано это с необходимостью покрытия всей территории радиопередающими вышками с оборудованием, кодирующим RDS-сигналы. Это затратное мероприятие, поэтому российские водители, в лучшем случае, в больших городах могут видеть, по бегущей строке на табло своих магнитол, информацию о названии, авторах и исполнителях, прослушиваемой программы.

Наиболее востребованной оказалась «RP» функция. В середине 90-х годов началось массовое внедрение пейджинговой связи и пейджинговые кампании воспользовались системой RDS. Многие из них, несмотря на интенсивное развитие мобильной связи, работают до сих пор.

Как включить RDS на магнитоле

Наибольшее распространение у россиян получили автомагнитолы компании «Pioneer», так как, несмотря на то, что головное предприятие находится в Японии, производят их в Китае и Малайзии и это определило ценовую доступность.

Включение магнитол, настройка, в том числе RDS опций, которыми снабжены последние модели, подробно расписаны в инструкциях, прилагаемых к ним. Для того же, чтобы подключиться к RDS пейджингу, необходимо обратиться в соответствующую компанию, и её специалисты пропишут на магнитоле индивидуальный декодер, для получения персональной информации.

Автомагнитола компании Pioneer

Возможности RDS-системы очень большие и использование их в полной мере позволит значительно повысить комфорт езды на автомобиле, особенно в крупных мегаполисах, подверженным частым заторам. Своевременная информация о них и путях их объезда избавит водителей от потери времени в пробках.

RDS, как это работает? Опускаемся на самый нижний уровень модели OSI

С системой RDS (Radio Data System) сталкивался хоть раз каждый, кто видел в автомагнитоле название станции вроде «Дорожное радио». Помимо названия, могут отображаться дополнительные данные — название воспроизводимой песни, температура, частота вещания и т.д.

Но как это работает? Т.к. моим хобби является радио и цифровая обработка сигналов, разобраться было интересно. Как оказалось, полной информации о RDS в рунете практически нет (да и в англоязычном тоже негусто), надеюсь, эта публикация восполнит этот пробел.

Продолжение под катом (осторожно много картинок).

Введение

Радиостанции FM-диапазона существуют и пользуются популярностью довольно-таки давно. Но со временем стало ясно, что помимо звука, не хватает текстовой информации — названия станции, трека, исполнителя песни. Добавить такую возможность можно было только одним способом — помимо звука передавать дополнительный цифровой канал. Причем передавать так, чтобы с одной стороны, данные было несложно декодировать (вычислительные возможности микросхемы в радиоприемнике довольно ограничены), с другой стороны, чтобы не нарушить совместимости с уже имеющимися в продаже приемниками. Задача была решена, так появился стандарт RDS, принятый в 1990м году.

Спектр современной FM-станции выглядит так:

На картинке можно видеть (слева-направо) 4 основных компонента.
— Звук в формате «моно» (L+R). Вероятно был оставлен для совместимости со старыми приемниками (интересно наблюдать как в подобных стандартах разные технологии «накладываются» друг на друга для обеспечения обратной совместимости).
— Пилот-тон 19КГц. Используется для декодирования стерео-сигнала, для чего частота пилот-тона умножается на 2, и относительно полученной частоты 38КГц разделяются стерео-каналы.
— Стерео звук, второй канал (L-R), находящийся на картинке симметрично относительно 38КГц.
— Канал RDS, который передается на 3й гармонике пилот-тона, его частота составляет соответственно 19*3 = 57КГц. Им-то мы и займемся.

Модуляция RDS

Для того, чтобы декодировать сигнал, сначала надо понять как он формируется, и здесь довольно-таки много «подводных камней». Основным документом, описывающим RDS, является «EUROPEAN STANDARD EN 50067», eго-то мы и будем изучать.

RDS-кодер, согласно стандарту, выглядит так:
«

Как можно видеть, сигнал в кодере проходит 5 стадий:

1) Исходный битовый поток. Для его получения RDS-сообщения сначала кодируются в 16-битные пакеты, потом к ним дописывается 10-битный блок контрольной суммы с коррекцией ошибок, в итоге получаются 26-битные блоки, которые и посылаются в кодер. Казалось бы, берем и посылаем? Все сложнее.

2) Битовый поток преобразуется с помощью дифференциального кодирования по следующей таблице:

Единицей кодируется изменение бита, отсутствие изменения кодируется нулем. Это нужно для простой цели — полученный код является независимым к инверсии. Мы можем не знать, что считать «0», а что считать «1», данное кодирование устраняет этот пробел.

Рассмотрим простой пример, пусть передаваемое сообщение — 0010100. Кодируем его по данной таблице, получаем 0011000.
Для декодирования используется другая таблица:

Воспользовавшись ей, получаем исходное сообщение 010100. Смысл действия в том, что если исходное сообщение инвертировано (т.е. 1100111), то декодируя его, все равно получаем тот же результат.

Теперь берем сигнал и посылаем? Еще нет, все сложнее.

3) На предыдущем шаге мы получили битовый сигнал, но проблема состоит в том, что этот сигнал вполне может иметь вид вроде 011000000000011. Электромагнитная волна такой «формы» будет плохо как передаваться, так и декодироваться. Надо получить сигнал как можно ближе к «классической» синусоиде нужной частоты. Для этого используется так называемое «бифазное кодирование» (в русскоязычной литературе часто встречается название «манчестерское кодирование»).
Алгоритмически, оно записывается довольно-таки просто:
0 -> 01
1 -> 10
С его помощью, приведенный выше сигнал 011000000000011 будет представлен как 0110100101010101010101011010, как можно видеть, от длинных одинаковых последовательностей мы избавились.

Читайте так же:
Где находится датчик заднего хода на Ваз 2115?

Сигнал, показанный под номером «5» на схеме кодера — это фактически и есть наши биты после манчестерского кодирования, только кодер в стандарте рассматривался аппаратный. Он работает следующим образом:
— Битовый поток превращается в последовательность коротких импульсов (цифра «3» на картинке)
— Манчестерское кодирование выполняется с помощью задержки сигнала на пол периода и сложения его с противоположным знаком (цифра «4»).
— Полученный сигнал в виде «всплесков» положительных и отрицательных импульсов, подается на ФНЧ (фильтр низких частот), который выделяет огибающую, показанную под цифрой «5».

Вот теперь-то сигнал можно передавать? Да можно. Но не сразу. Исходная частота цифрового сигнала RDS составляет 1187.5Гц, что слишком мало. Полученный сигнал умножается на другой сигнал с частотой 57КГц, что переносит его на заданную частоту, вспоминаем школьную формулу умножения косинусов:

Полученный сигнал имеет как раз необходимую нам частоту 57КГц, он суммируется с «основным» (звуковым) сигналом, который и транслируется в эфир. Как можно видеть из верхней картинки, добавление частоты 57КГц не затрагивает каналов звука, соответственно не добавляет никаких искажений даже в не имеющие поддержки RDS-приемники.

Демодуляция

Теперь, поняв как получается сигнал, мы можем приступить к демодуляции сигнала с реальной FM-станции. Для этого нужен SDR-приемник, я использовал HackRF, но подойдет и гораздо более дешевый RTL-SDR, купить который можно за 10$ с бесплатной доставкой на eBay.

Шаг 1. WFM-декодер

Т.к. исходный сигнал частотно-модулирован, сначала мы должны получить его в демодулированном виде. Чтобы не писать еще и ЧМ-декодер, воспользуемся пакетом GNU Radio. Запустим GNU Radio Companion и соберем схему, как показано на рисунке.

Мы собираемся принимать FM-станцию на частоте 100.4МГц, для этого мы настраиваем приемник на частоту 99МГц, и программно «сдвигаем» сигнал вверх по частоте на 1.4МГц, домножая его на сигнал с такой частотой. Это сделано потому, что SDR-приемник имеет пик на нулевой частоте относительно центра, и настроиться сразу на станцию мы не можем.

Запускаем «схему», и видим картинку как в учебнике в начале статьи.

Хорошо видны пилот-тон на 19КГц, стерео-сигнал на 38КГц и 2 пика RDS-сигнала вокруг 57КГц.

Шаг 2. Выделение пилот-тона и RDS-сигнала.

Следующим шагом является выделение пилот-тона и сигнала RDS. Для этого используем полосовой фильтр на соответствующие частоты.

Запускаем полученную схему, и видим результат, как в любом «учебнике» по описанию RDS.

Хорошо видны пилот-тон с частотой 19КГц, и 57КГц-сигнал, модулирующий более низкочастотный сигнал с частотой 1187.5Гц.

Шаг 3. Выделение низкочастотного сигнала.

Для получения НЧ-сигнала необходимы 2 шага:
3.1) Получение сигнала 57КГц (3й гармоники пилот-тона).
Мы имеем выделенный фильтром сигнал 19КГц, а как получить из него 57КГц? Для этого вспоминаем школьную математику, формулу куба синуса:

Как нетрудно видеть, куб синуса содержит 2 компоненты: sin(a) и sin(3*a). Т.к. мы работаем с «аналоговыми» блоками, берем в GNU Radio 2 блока — умножитель, и фильтр высоких частот. Убрав sin(a) фильтром на 38КГц, получаем искомые 57КГц.
Готовый результат можно видеть на осцилограмме:

3.2) Обратный перенос частоты
При кодировании сигнал переносился с частоты 1187.5Гц вверх, умножением на 57КГц. Теперь выполняем обратную операцию, переносим сигнал «вниз». Для этого еще раз умножаем его на 57КГц-сигнал. По формуле произведения синусов (школьная программа вещь полезная) получаем 2 компоненты — суммы и разности частоты. Нам нужна именно разность, сумму мы отбрасываем с помощью фильтра низких частот.
Все это делается добавлением блоков в GNU Radio, готовый результат показан на картинке:

Зеленым цветом показан «образцовый» сигнал с частотой 1187.5Гц, чтобы видеть что преобразование выполнено правильно.

Шаг 4. Демодуляция низкочастотного сигнала

Принцип этой части проще всего проиллюстрировать картинкой из стандарта (блок «biphase symbol decoder»).

Демодуляция бифазного сигнала состоит из 2х частей.
— «Переворачивание» сигнала инвертором. Это нужно для возврата от бифазного кодирования, которое рассматривалось выше, к исходному сигналу. Фактически нужно «перевернуть» каждый второй бит, поэтому процесс синхронизирован с тактовым сигналом.
— Суммирование сигналов за период. Положительная сумма соответствует биту «1», отрицательная «0».
Кстати, период 1187.5Гц тоже выбран не случайно — это частота пилот-тона 19КГц, деленная на 16. Все сделано для того, чтобы аппаратная реализация декодера в приемнике была как можно проще и соответственно, дешевле.

После демодуляции сигнал поступает на дифференциальный декодер, который рассматривался выше. Дальше сигнал поступает на модуль коррекции ошибок, но это уже как говорится, другая история, соответствующая второму уровню модели OSI.

Если кому интересно, теоретическую часть можно будет продолжить, и рассмотреть формирование пакетов. Если же кто захочет поэкспериментировать самостоятельно, один из вариантов работающего декодера для RTL-SDR можно найти на github. При желании использовать аппаратный тюнер в своих проектах, можно купить на eBay плату Si4703 FM RDS Tuner, ее цена около 6$.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector