Что такое РДС в автомагнитоле?

Функция RDS в магнитоле

1. Что такое RDS на магнитоле
2. История возникновения и развития технологии
3. Функции
4. Как включить RDS

RDS — это в магнитоле функция, предназначенная для информирования водителя о дорожной обстановке. Причем это сделано так, чтобы не отвлекать его внимание. Для получения сигнала Radio Data System нужно подключить эту функцию, а качество передачи должно обеспечить уверенный прием информации в ультракоротком диапазоне. Система передает информацию о ситуации на дорогах параллельно с трансляцией других передач.

Что такое RDS на магнитоле

Базовая система RDS передает информацию, используя специальный цифровой код. Он расшифровывается предусмотренным для этого РДС-блоком, встроенным в магнитолу. Полученный сигнал должен быстро переключать устройство на необходимый диапазон, вне зависимости от режима работы радио. Для передачи применяется поднесущая частота 57 кГц. Сигнал РДС последовательно проходит блоки демодуляции и декодирования и отображается на дисплее в виде текстовой информации.

История возникновения и развития технологии

Идея разработки стандарта возникла в Германии в 70-е гг. прошлого столетия. Позже к ним подключились другие европейские страны, которые откликнулись на идею помощи водителям в сложных дорожных ситуациях. В средине 80-х гг. в некоторых странах началось тестирование этой системы. Через 8 лет вещатели стали постоянно передавать данные о состоянии дорожной обстановки. Информация транслировалась в FM-диапазоне (65-108 МГц).

В 1999 г. Европейский союз вещателей принял единый стандарт RDS. Появилась возможность автоматически получать информацию о пробках, рекомендуемых маршрутах объезда, погоды на дорогах и много других оповещений. Для этого нужен был только приемник, который периодически сканировал диапазон и в случае получения кодированного сигнала переключался на необходимую волну.

Ты водитель автомобиля?! Тогда ты сможешь пройти этот простейший тест и узнать . Перейти к тесту »

Функции

Кроме трансляции стандартных сообщений о ситуации на дорогах, система передает и другие данные. В России большинство автомагнитол используют только 5 базовых функций RDS:

• Распознание передач (PI). На дисплее магнитолы отражается наименование радиостанции и частота вещания.
• Распознание содержания программы (PTY). Изменяя настройки приемника, можно выбрать музыку, новости и т. д. По заданным параметрам приемник выберет передачу и переключится на нее. Существует около 30 видов программ.
• Изменение громкости звучания (MS). Автоматически регулирует параметры при перемене типа передачи.
• Перечень заменяемых частот (AF). Автоматический выбор частоты при ухудшении качества приема программы. Переключает на диапазон с аналогичной передачей.
• Распознание программ, которые передают сообщения о дорожной обстановке (ТА/ТР).

Более 10 функций являются дополнительными. Интерес представляют RT и RP. Первая функция позволяет принимать текстовые сообщения (радиотекст) объемом не более 64 символов, которые выводятся на дисплей магнитолы. Вторая — шифрованный канал для получения пейджинговой информации. Она может быть подключена оператором на индивидуальное устройство.

Из всех представленных опций на территории России используется малая толика. Это связано с техническими проблемами. В лучшем случае водители могут принять бегущую строку с информацией о проигрываемом треке. Да и то, эта услуга доступна в больших городах.

Как включить RDS

Не каждая автомагнитола оборудована функцией РДС. Т.к. этот стандарт — европейский, то скорее всего китайское устройство ею не обладает. Если же магнитола изготовлена для европейского потребителя, она имеет эту опцию. Это говорит о том, что головное устройство может принимать соответствующие сигналы и информировать об обстановке на дорогах. Кроме того, можно провести настройку имеющихся опций и не заниматься поиском нужных станций во время движения авто.

Включить режим РДС можно нажатием соответствующей кнопки, расположенной на фронтальной панели. Если же ее нет, то нужно перейти в главное меню и выбрать нужную опцию.

Зная, что такое RDS в магнитоле, водитель может подключить много полезных функций по управлению приемником, которыми до этого не пользовался.

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:

• 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.

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.

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.

Управление функциями радиоприемника с системой RDS

Ваша аудиосистема позволяет пользоваться рядом преимуществ, которые обеспечивает система радиоданных (RDS).

Путешествуя по различным регионам, вы можете прослушивать трансляцию определенной радиостанции даже при изменении частоты вещания.

Функции системы RDS автоматически активируются при включении радиоприемника. Если принимаемая радиостанция может передавать радиоданные RDS. то вместо частоты настройки на дисплее отображается название радиостанции. Если радиостанция ведет передачу на нескольких частотах, то ваша аудиосистема автоматически настраивается на частоту с наиболее сильным сигналом. Поэтому во время движения нет необходимости вручную перенастраивать приемник на другую частоту в пределах той же сети RDS.

Индикатор AF ON

Систему RDS можно активировать или отключить. Чтобы активировать функции RDS. включите аудиосистему, затем еще раз нажмите на рукоятку включения аудиосистемы (PWFWOL) и удерживайте ее более двух секунд После этого нажмите на одну из 6 кнопок фиксированной настройки на станции для активации или отключения требуемой функции (см. ниже). Кнопка 6 позволяет менять режим цифровых часов (12 или 24 часа).

Кнопка 1: AF — поиск альтернативных частот радиостанции
Кнопка 2: REG — постоянная настройка на местные радиостанции
Кнопка 3: PS 0ISP — вывод на дисплей наименования радиостанции
Кнопка 4: AUTO TP — автоматическая настройка на станции, передающие дорожные сообщения
Кнопка 5: NEWS — настройка на радиостанции. передающие новости
Кнопка 6: CLOCK 24H/12H — перенастройка режима цифровых часов

Для активации функций RD5 нажмите на кнопку 1 фиксированной настройки. Для отключения функций RDS еще раз нажмите на кнопку I. Чтобы запомнить настройки, нажмите на рукоятку еыкпючатепя (PWR/ VOL).

Функция AF(настройка на альтернативную частоту) — Данная функция обеспечивает автоматическую перенастройку радиоприемника на альтернативные частоты требуемой вам радиопрограммы в пределах сети RDS.

Функция REG — постоянная настройка на местные радиостанции без изменения частоты настройки даже при слабом сигнале.

Функция PS DISP — вывод на дисплей наименования прослушиваемой радиостанции.

Функция AUTO TP — автоматическая настройка на станции, передающие дорожные сообщения.

Функция NEWS — автоматическая настройка на радиостанции, передающие новостные программы.

Функция CLOCK 24Н/12Н — перенастройка цифровых часов из 12-часового в 24-часовой режим или наоборот.

Если сигнал радиостанции ROS становится настолько слабым, что радиоприемник уже не может его принимать, система сохраняет последнюю частоту настройки, которая выводится на дисплей вместо наименования радиостанции.

В некоторых странах использование преимуществ системы RDS неосуществимо, так как ни одна местная радиостанция не обеспечивает передачу радиоданных.
Информация о принимаемой радиостанции При настройке на радиостанцию RDS с дисплея исчезает частота приема, которая заменяется либо на наименование радиостанции. либо на тип радиопрограммы (PTY). Чтобы изменить информацию, выеденную на дисплей, с наименования радиостанции на тип радиопрограммы или наоборот, нажмите на кнопку ТА/РТУ и удерживайте ее не менее 2 секунд.

170 Системы, облегчающие использование автомобили

Режим ожидания передачи дорожных сообщений (ТА)

Если нажать и отпустить кнопку TA/PTY. то система перейдет в режим ожидания передачи дорожных сообщений, а на дисплее появится индикатор ТА.

Если выбран режим автоматической настройки на станции, передающие дорожные сообщения (AUTO TP ON), то на дисплее появляется индикатор ТР.

Благодаря перекрестным ссылкам, передачи дорожных сообщений могут приниматься во время вещания радиостанций, передающих программы других типов, в пределах той же сети RDS.

Вы также можете прослушивать информацию о дорожном движении во время воспроизведения компакт-диска или кассеты (при наличии в аудиосистеме соответствующего плеера). Если до начала прослушивания диска или кассеты радиоприемник был настроен на станцию, передающую дорожную информацию, то аудиосистема автоматически приостановит воспроизведение диска (кассеты), как только начнется передача дорожного сообщения. При этом на дисплей должен быть выведен индикатор TA-INFO. По окончании передачи дорожного сообщения система вернется к воспроизведению диска или кассеты.

Вы можете отрегулировать громкость во время передачи дорожного сообщения Уровень громкости запоминается, и следующее дорожное сообщение будет транслироваться с той же громкостью. Вы не можете установить громкость ниже некоторого минимального уровня. Громкость передач типа PTY NEWS (Новости) и PTY ALARM (Экстренное сообщение) также можно отрегулировать

Если аккумуляторная батарея автомобиля разрядится или будет отсоединена, то по умолчанию будет установлен 9-й уровень громкости передачи дорожных сообщений.

Для отключения функции приема дорожных сообщений нажмите еще раз на кнопку ТА/ PTY, при этом индикатор ТА исчезнет с дисплея.

Если режим ТА активен, то при автоматическом поиске аудиосистема будет настраиваться только на радиостанции, передающие дорожные сообщения (ТР).

Отображение на дисплее типа радиопрограммы

После нажатия и удержания в течение 2 секунд кнопки TA/PTY (до краткого звукового сигнала) на дисплее отображается тип принимаемой радиопрограммы, передаваемой выбранной радиостанцией RDS Например. если станция передает радиопостановку, то на дисплее появляется индикатор DRAMA. Если передается научно-популярная программа, то на дисплее появляется индикатор SCIENCE. Основные типы радиопрограмм перечислены ниже

NEWS: Краткие новости — факты, события, комментарии, репортажи и т.д.
CURRENT AFFAIRS. Тематические новостные сообщения.
INFORMATION: Информация общего характера. полезные советы.
SPORT: Спортивные передачи.
EDUCATION. Образовательные программы.
DRAMA: Радиопостановки и сериалы.
CULTURES: Любые передачи о национальной или местной культуре.
SCIENCE: Научно-попупярные программы о природе, науке и технике.
POP MUSIC: Популярная музыка.
ROCK MUSIC: Современная музыка в стиле «рок».
EASY LISTENING: Легкая музыка.
LIGHT CLASSICS M: Классическая музыка, легкая для восприятия.
SERIOUS CLASSICS: Классическая музыка.
OTHER MUSIC: Разная музыка: рок и блюз и т.д.
WEATHER/METR: Прогноз погоды.
CHILDREN’S PROGS: Детские программы.
PHONE IN: Телефонные программы.
TRAVEUTOURING; Отдых и туризм.

При повороте рукоятки настройки TUNE на дисплее будут меняться наименования типов радиопрограмм (см. выше).

Посте того как вы выберете тип радиопрограммы. система будет искать радиостанцию. передающую программу этого типа (с тем же кодом РТУ). При первом обращении к функции выбора типа программы система устанавливает тип NEWS (Новости), согласно заводским настройкам.

Выбрав тип радиопрограммы, не позже, чем через 5 секунд нажмите на любую сторону клавиши SEEK/SKIP. Система приступит к поиску станции РТУ данного типа. При отсутствии подходящей радиостанции система через 5 секунд выводит на дисплей сообщение NO PTY и выходит из режима поиска.

Если выбранная радиостанция RDS не передает информацию о типе программы, на дисплей выводится сообщение NO PTY. Если приемник настроен не на RDS-станцию, то на дисппей на 5 секунд выводится сообщение WORDS (He RDS-станция).

Режим настройки типа программы отменяется через 5 секунд после прекращения выбора типа радиопрограммы поворотом рукоятки TUNE.

Некоторые радиостанции могут передавать информацию, не совпадающую с названием типа радиопрограммы.

В режиме поиска радиостанций, передающих программы данного типа, настройка выполняется в FM-диапазоне с шагом 50 кГц. При переходе к настройке функций AF или ТА шаг настройки увеличивается до 100 кГц.
Прерывание воспроизведений диска для прослушивания новостей

Для активации данной функции удерживайте кнопку TA/PTY дольше двух секунд и выберите тип программы NEWS. Система запомнит станцию Ш, передающую новости. которая была выбрана последней. Воспроизведение компакт-диска прервется, как только эта радиостанция начнет передавать краткие новости.

Вы можете независимо отрегулировать громкость передачи новостей.

При изменении типа передаваемой информации, а также при невозможности приема радиостанции в течение 10 секунд из-за слабого сигнала, система автоматически возвращается в режим воспроизведения компакт-диска.

Ваша аудиосистема обеспечивает несколько видов прерываний, в том числе при передаче дорожных сообщений (ТА). При этом высший приоритет имеет функция, которая была активирована первой. Чтобы активировать прерывание, вызываемое любой другой функцией, текущую активную функцию следует отключить.

Экстренные сообщения PTY

Код ALARM (Тревога) используется при передаче экстренных сообщений, таких как природные катаклизмы. При получении данного кода на дисплее появляется сообщение ALARM, и изменяется уровень громкости. По окончании передачи экстренного сообщения система возвращается к нормальному режиму работы.

Регулировка качества звука Для задания регулируемого параметра качества звучания следует один или несколько раз нажать на рукоятку TUNE. При этом поочередно будут устанавливаться следующие параметры для регулировки: BASS. TREBLE. FADER. BALANCE. SVC.

BASS — тембр низких частот.
TREBLE — тембр высоких частот.
FADER — баланс громкости передних и задних акустических колонок.
BALANCE — баланс громкости правых и левых акустических колонок (стереобаланс).
SVC — коррекция громкости звучания при изменении скорости движения автомобиля

Настраиваемые параметры качества звучания индицируются на дисплее. Для настройки уровня по выбранному параметру поворачивайте рукоятку TUNE. При установке среднего уровня на дисплее появляется индикатор С. Достижение максимального, среднего или минимального уровня сопровождается кратким звуковым сигналом через 5 секунд после прекращения настройки дисплей возвращается в положение, в котором он был до начала настройки.

Коррекция громкости при изменении скорости движения автомобиля Аудиосистема оснащена автоматически действующей системой изменения уровня громкости при изменении скорости движения автомобиля. Предусмотрено четыре уровня компенсации громкости: низкий, средний. высокий и нулевой, при котором данная система отключена. Система увеличивает громкость при увеличении скорости автомобиля и уменьшает громкость при снижении скорости движения.

После разрядки или отсоединения аккумуляторной батареи система устанавливает среднее значение громкости.

Подсветка пульта управления автомагнитолой

Вы можете отрегулировать яркость подсветки пульта управления автомагнитолой с помощью рукоятки регулирования яркости подсветки приборной панели. Подсветка пульта управления автомагнитолой автоматически включается даже при выключенной автомагнитоле, если включены габаритные огни.

Функция RDS в магнитоле что это такое и как ее включить

1. Что это такое
2. Функции RDS
3. Базовые
4. Дополнительные
5. Как включить RDS на магнитоле
6. Минусы RDS

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:

• Параметр PI, позволяющий идентифицировать и отобразить на экране головного устройства рабочую частоту трансляции и обозначение радиостанции. Каждой радиостанции УКВ присвоен индивидуальный 4-значный код, представленный в восьмеричном или десятичном зашифрованном виде.
• При снижении качества принимаемого сигнала возможно автоматическое переключение на ближайшую радиостанцию, транслирующую аналогичную информацию. Функция имеет обозначение AF, или поиск альтернативных частот вещания. Для работы кода требуется наличие активного режима PI, который позволяет определять страну или регион, в котором производится трансляция служебной информации.
• Режим PS предназначен для передачи названия программы, транслируемой на выбранной радиочастоте. Допускается передача различной информации, состоящей из слов или аббревиатур длиной до 8 символов.
• Для передачи информации о пробках и других дорожных событиях используется параметр TP. Дополнительные сообщения транслируются через режим TA. Информирование ведется текстовой строкой или озвучиванием, при этом воспроизведение радио или компакт-диска автоматически приостанавливается. При помощи кодов TP и TA возможен поиск радиостанций, транслирующих сообщения о дорожной обстановке.

Дополнительные

• Автоматический поиск программ с заданным жанром осуществляется с помощью параметра PTY. Стандарт RDS предусматривает 32 различных варианта идентификации радиостанций. Имеется дополнительный код ALARM, предназначенный для передачи экстренной информации. На дисплее появляется предупредительная надпись, воспроизведение текущей композиции временно прерывается.
• Режим EON автоматически переключает частоту при обнаружении проблем с трансляцией сообщений о дорожной обстановке.
• Для корректировки времени и даты используется информация, подаваемая по каналу CT. Точность синхронизации времени составляет 1 минуту, имеется корректировка летнего и зимнего режима.
• Специальный код программы PIN передается при старте трансляции, а затем через запрограммированные интервалы времени.
• Для корректировки громкости и тембра трансляции музыки или речевых передач используется режим MS.
• Через канал DI передается служебный сигнал, позволяющий определить режим трансляции моно или стерео. Полученные данные используются встроенным в магнитолу декодером, обеспечивая повышение качества звука.
• Для передачи телетекстом информационного сообщения размером не более 64 символов используется волна RT. Также имеется дополнительный пейджинговый канал RP, позволяющий принимать текстовые сообщения, состоящие из букв или цифр.
• Информация о возникших чрезвычайных ситуациях на дороге передается через поток EWS, который принимается и декодируется только специальным оборудованием.
• Особые информационные сообщения передаются на волне IH, расшифровка содержимого производится оператором.
• Для корректировки навигационных параметров GPS используется канал DGPS.
• Код TMC предназначен для передачи расписания трансляций передач.

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.

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.

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$.