Кіріспе

FM радио хабарларын таратудағы байланыс протоколы стандарты. Радио деректер жүйесі (RDS) – дәстүрлі FM радио хабарларын тарату арқылы шағын көлемдегі сандық ақпаратты енгізуге арналған байланыс протоколы стандарты. RDS уақыт, станция идентификациясы және бағдарлама туралы ақпарат сияқты берілетін бірнеше түрдегі ақпаратты стандарттайды. Стандарт Еуропалық хабар тарату одағының (EBU) жобасы ретінде басталып, кейін Халықаралық электротехникалық комиссияның (IEC) халықаралық стандартына айналды. Радио хабар тарату деректер жүйесі (RBDS) – RDS-тің АҚШ нұсқасы үшін қолданылатын ресми атау. Екі стандарттың айырмашылығы шамалы, қабылдағыштар екі жүйемен де жұмыс істей алады, бірақ көрсетілетін деректерде аз ғана сәйкессіздіктер болуы мүмкін. Екі нұсқа да 57 кГц субтасымалдағы секундына 1187,5 бит (шамамен 1,2 кбит/с) жылдамдықпен дерек тасымалдайды, сондықтан әрбір дерек биті үшін субтасымалдақтың дәл 48 циклы болады. RBDS/RDS субтасымалы 19 кГц FM стерео пилоттық тонының үшінші гармоникасына орнатылды, бұл деректер сигналы, стерео пилоттық және 38 кГц DSB SC стерео айырмашылық сигналы арасындағы кедергі мен интермодуляцияны азайту үшін жасалды. (Стерео айырмашылық сигналы 38 кГц + 15 кГц = 53 кГц-қа дейін жетеді, RDS сигналының төменгі жақ жолағы үшін 4 кГц қалдырады.) Деректер қателерді түзету кодымен жіберіледі, бірақ қабылдағыштар оны қателерді түзетусіз, тек анықтау үшін пайдалануды таңдай алады. RDS көптеген мүмкіндіктерді анықтайды, соның ішінде жеке (ішкі) немесе басқа анықталмаған мүмкіндіктерді пайдаланылмаған бағдарлама топтарына "жинақтауға" болатынын көрсетеді.

Даму

RDS Германиядағы Autofahrer Rundfunk Informationssystem (ARI) жүйесінің дамуынан шабыттанды, бұл жүйені Institut für Rundfunktechnik (IRT) және Blaupunkt радио өндірушісі әзірлеген. ARI FM радио хабарларында жол қозғалысы туралы ақпараттың бар екенін көрсету үшін 57 кГц жиілікті қосалқы тасымалдаушыны пайдаланды. 1974 жылы Парижде өткен Еуропалық хабар тарату одағының (EBU) Техникалық комитеті ARI-ге ұқсас мақсаттарды көздеген, бірақ одан да икемді және радио тарату желісі бірдей радио бағдарламаны бірнеше әртүрлі жиіліктерде таратқан жағдайда радиоқабылдағышты автоматты түрде қайта баптауға мүмкіндік беретін технологияны әзірлеу жобасын бастады. Модуляция жүйесі шведтік шақыру жүйесінде қолданылғанға негізделген, ал базалық жолақты кодтау негізінен Ұлыбританияның телерадиокорпорациясы (BBC) және IRT әзірлеген жаңа конструкция болды. EBU 1984 жылы RDS-тің алғашқы спецификациясын жариялады. Стандартқа балама жиіліктерге қатысты функционалдық мүмкіндіктерді жақсартулар қосылды және ол кейіннен 1990 жылы Еуропалық электротехникалық стандарттау комитетінің (CENELEC) стандарты ретінде жарияланды.

RDS қолдау

Қолдандыру тұрғысынан алғанда, көптеген автомобильдік стерео жүйелер кем дегенде AF, EON, REG, PS және TA/TP функцияларын қолдайды. Көбірек мүмкіндіктері бар автомобильдік стерео жүйелер TMC, RT және/немесе PTY функцияларын ұсынады, сондай-ақ "NEWS" басымдығын қосады. Үй жүйелері, әсіресе жоғары сапалы қабылдағыштар, негізінен PS, RT және PTY сияқты функцияларды қолдайды. Төмен бағалы, ықшам шешімдердің арқасында портативті аудио және навигациялық құрылғыларда RDS енгізу саны артып келеді.

RDS үйлесімділігі

57 кГц жиілігіндегі RDS субтасымалдағышы композиттік спектрдің ±2 кГц бөлігін алып жатады, бұл теориялық тұрғыдан 53 кГц жиілігіндегі стерео субтасымалдағыштың жоғарғы шегінен жоғары ұстайды. Дегенмен, 53 кГц кесуі 15 кГц төмен өткізгіш сүзгілердің жұмысына толыққанды байланысты. Ескі құрылғыларда бұл сүзгілер тек 19 кГц басшы сигналды қорғау үшін жасалған және кейде көп мөлшерде стерео ақпарат болғанда RDS субтасымалдағышын жеткілікті түрде қорғамайтын. Мұндай жағдайда стерео күшейткіш құрылғылары және агрессивті аудио өңдеу RDS субтасымалдағышын қабылдау мүмкін емес ете алады. Композиттік кесу жүйелері кесуден туындаған гармоникалардың әсерінен RDS субтасымалдағышының сапасын нашарлатуы мүмкін. Заманауи композиттік клипперлер RDS субтасымалдағышын қорғау үшін сүзгілеуді қамтиды. RDS субтасымалдағышы әдетте 2–4 кГц тасымалдаушы ауытқуын пайдаланады. Сондықтан, бағдарламалық материалға қол жетімді ауытқу, әдеттегі 75 кГц ауытқу лимитін сақтай отырып, осы шамаға дейін азаяды.

Деректер арнасы (Физикалық қабат)

Стандарттағы физикалық қабат радиосигналдан бит ағынының қалай алынатынын сипаттайды. RDS аппараттық құрылғысы ең алдымен 57 кГц RDS субтасымалдаушы сигналын демодуляциялап, дифференциалдық Манчестер кодталған сигналды шығарады, ол бит сағатын және дифференциалдық кодталған бит ағынын қамтиды. Бұл RDS декодеріне кіріс сигналының фазалық инверсиясына төзімді болуға мүмкіндік береді.

Негізгі жолақты кодтау (деректер байланысы қабаты)

Деректер байланысы қабатында 26 бірізді биттен тұратын "блок" құралады, оның ішінде 16 дерек биті және одан кейін 10 қателерді түзету биті болады. Төрт блок 104 биттік "топты" құрайды. Қателерді түзету биттері сонымен қатар "оффсетті", яғни 4 блоктан тұратын топтағы блок нөмірін кодтайды. Қателерді түзету 10 биттік циклдық артықшылық тексеруі арқылы жүзеге асырылады, полиномдық (алдын ала немесе кейін инверсия қолданылмайды, себебі белгілі бір мөлшердегі деректер өрісі үшін бұл қажет емес). CRC блокты анықтайтын бес "оффсет" сөзінің бірімен қосылады: A, B, C, C′ немесе D. Төрт тізбекті блок (ABCD немесе ABC′D) 104 биттен тұратын "топты" құрайды (64 дерек биті + 40 тексеру биті). Секундына 11,4 топтан сәл артық таратылады. Блоктар арасында үзіліс жоқ. Қабылдағыш, әр 26 бит бойынша CRC-ді тексеру арқылы топтар мен блоктарға синхрондалады, синхронизацияға қол жеткізгенше. Синхронизациядан кейін (оффсет сөзін болжау мүмкін болғанда), код 5 биттік тізбекті қателерді түзетуге қабілетті. Бұл негізгі модуляция және блок құрылымы бастапқыда MBS (радиохабарлау) "ұтқыр іздеу" протоколы үшін әзірленді, ерекшелігі MBS (немесе Солтүстік Америкадағы MMBS "өзгертілген MBS" баламасы) оффсет сөзін қолданбайды. Екі жүйенің өзара жұмыс істеуіне мүмкіндік беру үшін (және FM радиостанцияларына пейджер келісімшарттарын сақтай отырып RBDS деректерін таратуға мүмкіндік беру үшін), RBDS стандарты алтыншы, барлық нөлдерден тұратын оффсет сөзін – E анықтайды. Төрт E блогынан тұратын топтар RBDS топтарымен біріктірілуі мүмкін және RBDS қабылдағыштары оларды елемеуі керек. (Сонымен қатар, RBS оффсет сөздері MBS қабылдағыштарына түзетілмейтін қателер ретінде көрінеді.) Әрбір блок (және топ) ішіндегі деректер ең маңызды биттен бастап жіберіледі, сондықтан олар 15-биттен (бірінші жіберілген) 0-битке (соңғы жіберілген) дейін нөмірленеді. Ең көп таратылатын ақпарат – 16 биттік "бағдарлама идентификациясы" коды, ол таратушы радиостанцияны анықтайды. A және C′ блоктарында PI коды әрқашан болады; үшінші блок басқа нәрсені қамтығанда C оффсеті қолданылады.

Топтың түрі

Бұл толық топ түрінің қысқа тізімі. Әрбір топ түрінің қосымша нұсқасы болуы мүмкін.

Топ түрі | Бит мәні | Хабарлама нұсқасы A | Хабарлама нұсқасы B
------- | -------- | -------- | --------
00000 | Негізгі баптау және ауысу ақпараты | |
10001 | Бағдарлама элементінің нөмірі және баяу таңбалау коды | Бағдарлама элементінің нөмірі |
20010 | Радио мәтіні | |
30011 | Ашық деректерге арналған қолданба идентификациясы | Ашық деректерге арналған қолданбалар |
40100 | Сағат уақыты және күні | Ашық деректерге арналған қолданбалар |
etc | etc | etc | etc

Жол қозғалысы бағдарламасы

Бұл қосымша бағдарлама түріндегі бит ретінде қарастырылуы мүмкін және станцияның мерзімді жол қозғалысы туралы хабарларды таратуын көрсетеді. Оны әр топқа қосу арқылы қабылдағыш жол қозғалысы туралы хабарлама бар станцияны тез іздеуге мүмкіндік алады. Тағы бір бит, трафик туралы хабарлау (TA), 0A, 0B және 15B типтегі блоктарда жіберіледі, бұл осындай хабарламаның жүріп жатқанын көрсетеді. Көбінесе, бірдей мазмұндағы басқа таратушылардың әрқайсысы жеке таратушыға бейімделген, мерзімді жергілікті жол қозғалысы туралы хабарламаларға ие болуы мүмкін. Трафик туралы хабарлау биті қабылдағышқа таратушыға арналған хабарламаның жүріп жатқанын хабарлайды және олар жүріп жатқанда жиілікті өзгертуден аулақ болу керек. (14B типтегі блоктарда басқаша формадағы трафик туралы хабарлау биті бар, ол басқа жиілікте трафик туралы хабарламаның бар екенін көрсетеді, соның арқасында радио қабылдағыштар автоматты түрде ауыса алады.)

RDS хабарламасының үлгілері

Бұл станция атауы, радио мәтіні және күні/уақыты сияқты қарапайым хабарларды ғана қамтитын, толық емес мысалдар.

RDS пайдалану үлгісі

Келесі суреттер RDS-ті FM радиостанциясында қалай пайдалануға болатынын көрсетеді. Алғашқы үш сурет Sony XDR S1 DAB/FM/MW/LW портативті радиосының экранындағы ақпаратты көрсетеді. Екінші және үшінші суреттер радио Ноттингем қаласының Trent FM радиостанциясына қосылғанда түсірілген.

RDS декодерлік чипсеттері

ST Microelectronics, Техас штатындағы Остин қаласындағы Silicon Labs және NXP Semiconductors (бұрынғы Philips) сияқты компаниялар осы құрылғыларда қолданылатын бір чиптік шешімдер ұсынады.