Международный стандарт rds что это

Функция RDS в магнитоле что это такое и как ее включить

Головное акустическое оборудование в автомобилях используется не только для воспроизведения музыкальных композиций. Разработчики предусматривают дополнительные функции, позволяющие вести телефонный разговор без поднятия трубки или коммутировать камеры кругового или заднего обзора. Еще одной служебной функцией является RDS, но что это в магнитоле и как параметр помогает водителю ориентироваться в дорожной ситуации? Ответы на эти вопросы автовладелец найдет ниже.

Что это такое

При покупке или ознакомлении с техническим описанием или инструкцией по эксплуатации, прилагаемым к головным аудиоустройствам, владельцы задают вопрос: что такое RDS в магнитоле и как управлять этой функцией? Система RDS передает сообщение о дорожной ситуации параллельно с трансляцией радиопередач в диапазоне ультракоротких волн. При отправке информации используется специальный цифровой код, который расшифровывается встроенным в головное устройство процессором со специализированным программным обеспечением.

Услуга появилась в конце 70-х годов в Европе, а с 90-х система присутствует и в России.

Передача сигнала осуществляется отдельной поднесущей частотой. Для получения информации магнитолой требуется активный режим стерео, при слабом сигнале наблюдается пропадание сигнала или снижение периодичности обновления.

Функции RDS

Применение функции приема коротких радиосообщений через автомагнитолу позволяет получать информацию о названии транслируемой передачи или о заторах. Трансляция производится в автоматическом режиме, не отвлекая водителя от управления автомобилем. Для приема информационных сообщений требуется активировать режим RDS на магнитоле. Все функции системы разделены на общие (или базовые) и вспомогательные (список услуг зависит от страны, на территории которой расположена радиостанция).

Базовые

Стандартные функции, поддерживаемые RDS:

Дополнительные

Как включить RDS на магнитоле

Для активации функции RDS в головном устройстве используется отдельная кнопка, расположенная на фронтальной панели. Также возможно управление режимом через меню настройки, информация об особенностях активации имеется в инструкции по настройке. При активации функции следует учитывать, что на территории России задействованы не все каналы передачи информации, радиостанции также не транслируют информацию в эфир.

Минусы RDS

Если пользователь решил включить RDS на магнитоле, то есть риск появления проблемы, связанной с автоматическим сканированием частотного эфира. При этом трансляция выбранной станции прекращается. Причиной является ошибка в алгоритме функционирования, головное устройство воспринимает принимаемую радиостанцию как идентичный сигнал, транслируемый на различных частотах. Из-за этого активируется режим поиска частоты с наиболее мощным и устойчивым сигналом. Для прерывания поиска требуется нажать отдельную кнопку или выключить режим RDS.

Штатные головные устройства автомобилей, предназначенных для европейского рынка, плохо принимают сигнал радиостанций в России. Причиной является активация встроенного усилителя сигналов, который пытается распознать информацию RDS. При этом автоматически усиливаются и помехи, которые заглушают радиосигнал. Рекомендуется отключение службы дорожной информации или корректировка региона приема, которая осуществляется через меню.

Источник

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.

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$.

Источник

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.

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.

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:

Ряд других функций являются дополнительными:

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.

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.

Источник

Radio Data System

Содержание

История

С конца 1970-х годов начала материализовываться идея о необходимости помощи водителям в сложных дорожных ситуациях. Сначала в Германии, а потом и других странах Западной Европы. Регулярная передача сообщений о дорожной обстановке сетью FM-радиостанций — это как раз то что нужно, ведь слушают радиоприёмник во время поездки почти все. Но хорошо бы ещё и предупредить слушателя, что именно эта радиостанция сейчас передаёт 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. Первые системы с подобными функциями (ARI, нем. Autofahrer Rundfunk Information ) появились еще в начале 1980-х, а с 1986 года в странах Западной Европы началась экспериментальная эксплуатация новой системы. В начале 1990-х Европейский вещательный союз принял рекомендацию о системе передачи данных RDS радиовещательными станциями, работающими в диапазоне FM (65—108 МГц).

В 1999 году стандарт RDS IEC 62106 был принят членами Европейского радиовещательного союза (EBU) в качестве единого многоцелевого стандарта.

Система предусматривала предоставление слушателям целого ряда новых услуг:

Радиоприёмник должен реагировать на сопровождающие эти сообщения управляющие сигналы автоматически, чтобы не отвлекать водителя от машины. Рекомендация предполагает дальнейшее развитие системы, и поэтому содержит ещё несколько вариантов использования этого канала передачи данных, которые разделяются на основные, дополнительные и вспомогательные.

Отличительной особенностью данного стандарта является использование его при передаче в сетях радиовещания и телевидения (радиовызов на поднесущей вещательного диапазона). Сам 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 создаётся. Однако, сказанное относится только к системе стереофонического радиовещания с пилот-тоном (CCIR), а потому простой перенос системы в диапазон УКВ (OIRT) просто физически невозможен.

Стандарты IEC не действуют в США. Там RDS существует в виде несколько изменённого варианта, называемого RBDS и адаптированного для удовлетворения конкретных потребностей североамериканских FM-радиостанций. Стандарт RBDS имеет официальное название NRSC-4-А и находится в ведении Национального комитета по радиосистемам США (англ.).

Функции RDS

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:

Стандарт разрешает использование только символов латинского алфавита. Другие наборы символов могут быть реализованы в рамках функции ODA. Подходящие таблицы символов, соответствующие ISO/IEC 10646, включены в версию стандарта RDS 2009 года.

Источник