RDS技术介绍

一、 RDS调频数据广播发展历史

调频多工数据广播是近年来在国际上发展非常迅速的一项业务，是继声音广播与电视广播后的第三种广播类型。调频多工数据广播是利用调频广播频谱的空余部分，增设数据信道进行点对点、点对面的数据广播方式。开办调频多工数据广播业务，具有投资省、见效快、效益好、应用广泛的特点。

从1958年起美国就已开办了调频辅助通信（SCA）业务，其中包括调频多工数据广播。七、八十年代，西欧也兴起了开办数据广播系统（RDS）的热潮，并由欧洲广播联盟（EBU）组织协调，形成了统一的技术规范（即RDS规范）。1990年欧洲电工技术标准委员会（CENELEC）将其改变成EN50067标准，于1992年4月正式发表。1993年1月美国也制定了与西欧RDS相应的一个标准—RBDS标准。至此，RDS无线数据广播成了世界上第一个形成国际标准的数据广播系统。RDS规范的基本参数是：副载波频率为57 kHz；调制方式为DPSK； 数据速率1．1875 kb／s；多工电平±1．0 kHz～±7．5 kHz。 1988年，日本广播协会（NHK）的东京调频广播台正式播出了适宜固定接收方式的数据广播，主要用于广播教学。基本参数：副载波频率76 kHz；调制方式QPSK；数据速率达48 kb／s；多工电平2．5％；接收机有一块彩色LCD显示屏（640×480点阵），并需配置专用的室外接收天线。

随后，日本NHK又转入开发供车载移动接收的调频多工广播方式——数据广播信道（Data Radio Channel DARC）系统。此系统于1995年经国际电信联盟推荐为国际标准：Rec．ITU－RBS．1194。 中国的调频多工数据广播在1991年6月原广播电影电视部科技委电声专业委员会会议上正式提出了“关于开展数据广播（RDS）的研究和建立试验台的意见”。并于1992年5月在广播数据系统（RDS）与交通诱导广播系统科研座谈会上，具体提出研究内容如下：RDS标准尽量向国际标准靠拢，副载波频率、相位、电平、调制方式、时钟频率和数据信道的频谱形成，可采用国际标准。基带编码结构，数据位传输规约、差错保护和群、块同步也按国际标准，在信息格式方面，先决定主要的群型，为RDS传呼业务开展提供条件，其他群型可根据业务需要逐步进行。定义类标准应注意不和中国现有的各种标准相矛盾，RDS的技术类标准要有验证和理论分析，定义标准应有出处和根据。RDS显示格式要有汉字。

原广播电影电视部以广发技字（91）315号文，下达RDS试验台的科研任务给广东省广播电视厅，1992年3月24日，广州首次开播了RDS业务，并成功地演示了RDS传呼功能。利用广州的主调频发射机（97．4 MHz）和一百公里外圭峰山的珠江台调频转播发射机（104．2 MHz）各安装了RDS编码器，位于广东电台院内的RDS终端站以电缆送RDS信号到发射台，圭峰山的RDS信号用收转和微波传输二种方法来转播。 同时上海的交通诱导系统也在试验中，中央广播电视塔于1994年开始也陆续试验了RDS和SCA多工广播。

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二、 调频广播原理

1、 数据广播原理

1.1技术原理

所谓RDS技术是利用调频多工技术，在调频广播的富余频带内增设一个副载波信道，用以传送数据信息。根据国际无咨委(CCIR)组织的用各种副载波和调制方式所作的试验表明在多径传输条件下，中心频率为导频信号频率(19kHz)的三倍并与之锁相时，所造成的干扰最小。因此，可以将所需发送的数据信息对57kHz的副载波进行抑制副载波的双边带调幅，然后与立体声复合信号一

起构成基带调制信号，再对VHF主载波调频。带有RDS信道的调频立体声广播基带调制信号频谱如图1所示。在图1中，RDS数据信号占用了57±2.4kHz的基带频率，它不会干扰立体声广播，也不会降低其质量，同时，它也不会受到广播节目的干扰。 1.2信息发送格式

按照RDS标准，广播数据信号的发送采用数据块连续重复的数据结构。最大的数据单元为一组，每个码组由4块组成，分别设为A、B、C、D；每块有26比特，其中16个信息比特，10个校验比特。校验比特用作错误识别、修正和数据同步。数据流的传输速率为1187.5bit/s。RDS数据格式如图2所示。 1.3信源编码及解码

本系统所用编码是一种最佳的纠正突发误码的缩短循环码，其生成多项式 g

x

＝x10+x8+x7+x5+x4+x3+1

相应地生成矩阵G。发射端通过一个16信息比特m x与16×26的G矩阵相乘，所得结果再与每个块特有的偏置字(10个比特)模二加，便产生一个26比特的数据系列。

接收端RDS解码器获得RDS时钟信号和RDS数据信号。接收

到的无差错的比特系列与校验矩阵H相乘，便得到偏置字所对应的伴随式(校验字)，从而建立起数据流的块同步和组同步。实际上，把偏置字加到每一块里，就等同于把误码加到每一块里，即偏置字相当于误码

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系列。如果信道上没有别的误码，在收到的信息里就能通过计算伴随式找到偏置字，从而确定接收到的数据块是A、B、C、D中的哪一块，即实现了同步。 2 信息发射系统及编码器

2.1发射系统框图

计算机用来编辑将要发送的各种数据信息，如广告、路况信息等，由控制管理程序通过RS232串行口发送到FM-RE602编码器。FM-RE602是RDS信号编码器，它接收主机发来的数据信息，并产生符合RDS规范的数据链，该数据流经过波形变换后，同57kHz的副载波信号进行抑制副载波的双边带调幅，最后送到VHF/FM发射机上去。

从图3可以看出，利用调频立体声广播发送数据信息只需在原有基础上增加一台计算机和FM-602编码器即可达到目的中。 2.2编码器

RDS编码器是发射系统的重要部件,编码器从主机接收的数据信息是二进制的数据系列。由于矩形脉冲的频谱很宽，在数据传输过程中为了节省频带，需要将二进制数据系列中的1和0分别变换成图4所示的固定波形。

3 数据信息接收装置

数据接收装置即为分布在无线广播电台信号覆盖范围内的各种信息终端，如LED大屏幕汉字显示广告牌。每一接收装置必须配上特定的接收卡才能显示由发射端发送的各种信息。由于每个接收装置有自己的地址和群地址，从而使分布在不同地域的接收装置显示不同的信息或者公共信息。

接收卡硬件框图如图7所示。接收卡工作在调频频段

内的某一特定频率，因此前端部分与普通调频收音机相似，包括高频放大、混频、中放等。混频信号放大后，经过57kHz带通滤波器，送至RDS解码芯片。RDS解码芯片选用SAA6579T，它直接采样输入

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信号并输出时钟和数据。输出的时钟信号作为同步信号接到MCU的外部中断输入口，由中断服务程序通过P1.0口读取数据。

通过硬件电路虽然能恢复出发射端送来的二进制系列的数据信号，但还需通过软件方法找到同步字、纠错、除去冗余位，将有效的数据信息通过串行口发送到信息显示装置，其软件流程如图8所示。利用调频立体声基带信号传送数据信息，只需在各地现有调频台的基础上，在发射端增加一台FM-RE602编码器即可对在无线电波覆盖范围内的信息接收装置进行信息传输，具有覆盖面广、投资少、见效快的特点。经在武汉、哈尔滨等地进行的试验表明系统运行稳定，数据传输可靠，对主

信道信号没有产生干扰，完全达到了设计要求。毫无疑问，该项技术的成功应用，提供了一种新的信息传输手段，势必对国民经济、社会生活产生深刻影响。

三、 RDS的16种功能

RDS可以实现16种功能，首先是汽车收音机的5种最主要的功能。

（1）节目识别PI（Programme Identifica tion）。16位码，包括一个国家符号，一个本节目覆盖区类型的标记，能认识电台和具体数字。PI使用一般的编码技术。

（2）节目名称PS（Programme Service name）。欧广联规定由一组8个大写和小写字母数字符组成，传送有关节目名称信息。

（3）转换频率清单 AF（ Alternative Frequencies）。能发送一个或多个清单，每个清单可传送5个频率，用FM波段的相应频道符号代表。

（4）交通节目代码TP（Traffic Programme Flag）。识别有交通消息的广播节目。

（5）交通通告信号TA（Travel Announcement Flag）。可以自动切换收音机（或停止录音机并打开收音机）接收交通消息。还可调整音量到预置的位置。

（6）节目编号PIN（ Programmc Item Number）。按公布于众的广播时间表的日期、时间，供预约收录广播节目。PIN位于第一组。

（7）广播电文RT（ Radiotext message）。可用作显示或控制语音合成器的32个字符或64个字符。RT位于第二组。

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（8）报时信号CT（Clock Time date）。便于听众识别进入不同时区的日期与精确时间。 按国际时区划分标准设备代码。CT位于第4组。

（9）公开的数据信道TDC（Transparent Data Channel）。可用于传送字符、文体、图案或计算机程序等数据。TDC位于第五组。

（10）内部数据和信息IH（Inhouse Data）。供广播电台内部数据信息传送用，如识别发射源，遥控切换，监测，内部工作人员传呼等，数码率为每块37 bit或21 bit。IH在第六组。

（11）广播传呼RP。可传呼个人或通告，传呼信息量为10位数据，RP位于第七组。 其他网络上的增强型信息EON。位于第14组。

（12）正在开发的交通信息通道TMC。位于第8组。

（13）节目类型PTY（Programme Type）。5比特。有新闻、体育、音乐等31种类型代码。 （14）解码信息DI（Decoder Information）。4 bit。识别解码器16种工作方式的切换信号。 （15）音乐／语音开关M／S （ Music／speech Switch）。1比特，识别节目是音乐或语言配以两种不同的音量控制。

（16）其他网络信息ON（Other Networks Information）。21 bit，与8套以下其他广播网的每组25个替换频率表联用。

上述16种功能中，PI，PS，AP，ON均为静态功能，在RDS编码器的可编程序只读存储器（PROM）中预先写入上述功能的数据，这些数据不断地循环工作，以确定的次序提供必要的脉冲串；CT属准静态数据，RDS编码器软件已结合了CT数据，不需要外部指令即可以将这种脉冲串插入到数据流中。TP，TA，PTY，PIN，RT等属动态数据，由中央计算机根据业务生成静态数据后传到各发射台，如显示交通信息、节目名称、曲名、歌词、广播剧内容、作曲家生平等，也可作简单广告。

数据广播的频谱如图所示。

四、 RDS调频广播的应用

RDS自1984年起在欧洲地区推出,目前在欧美各国的市场有不小的占有率,许多新车的行销将RDS列入标准配备,可见其在汽车音响上之地位.至於RDS之主要目的为增进FM接收机的功能,使得使用者感觉到友善和便利,而下面列出RDS三项基本功能,这也是其被FM广播电台及消费者接受之主因: 1. 显示电台名称

能在选频道后立即快速的指示出,使用者所听到的是那一个FM的电台的台名. 2. 锁定电台自动换频道

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对於某些大服务区之电台频道有许多个,每一个频道之有效范围是固定的,车上的听众在超出其原频道有效区域时,需要调整频道来继续收听该台,而RDS即有自动换频道的功能,可以锁定一个电台一路听到底. 3. 政府紧急通报之功能

使政府能够经由广播电台送出紧报信号,因而欧盟各国政府对於RDS抱持著乐观其成的态度. 在此再将RDS之应用分门别类并简述如下: 1.公众服务相关之应用

(1)预警系统及人民生活资讯服务 (2)政策宣导及政府便民服务 2.工商服务之应用

(1)各行各业产品的线上广告/DM的发送 (2)金融资计之广播与接收 3.资讯服之应用 (1)财经类 (2)书报杂志类

4.企业及机关内部之应用 (1)一般公司行号的应用 (2)机关团体之应用 (3)连锁店之应用 5.教学类节目之应用 (1)语言教学节目 (2)课辅教学空中教学节目 6.新闻类节目之应用 (1)即时新闻之电子看板 (2)股市行情报导 (3)评论性讨论性之节目 7.音乐类节目之应用

(1)音乐歌曲作者歌手之背景资讯 (2)歌词

8.其他娱乐性生活性节目之应用 (1)竞赛转播之应用

(2)固定式或活动式交通资讯看板

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