Radio Data System ( RDS ) es un estándar de protocolo de comunicaciones para incorporar pequeñas cantidades de información digital en transmisiones de radio FM convencionales . RDS estandariza varios tipos de información transmitida, incluida la hora , la identificación de la estación y la información del programa.
El estándar comenzó como un proyecto de la Unión Europea de Radiodifusión (UER), pero desde entonces se ha convertido en un estándar internacional de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Radio Broadcast Data System ( RBDS ) es el nombre oficial utilizado para la versión estadounidense de RDS. [1] Los dos estándares son sólo ligeramente diferentes, y los receptores pueden funcionar con cualquiera de los sistemas con solo pequeñas inconsistencias en los datos mostrados.
Ambas versiones transportan datos a 1.187,5 bits por segundo (aproximadamente 1,2 kbit/s ) en una subportadora de 57 kHz , por lo que hay exactamente 48 ciclos de subportadora durante cada bit de datos. La subportadora RBDS/RDS se configuró en el tercer armónico del tono piloto estéreo de FM de 19 kHz para minimizar la interferencia y la intermodulación entre la señal de datos, el piloto estéreo y la señal de diferencia estéreo DSB-SC de 38 kHz. (La señal de diferencia estéreo se extiende hasta 38 kHz + 15 kHz = 53 kHz, dejando 4 kHz para la banda lateral inferior de la señal RDS).
Los datos se envían con un código de corrección de errores , pero los receptores pueden optar por utilizarlos sólo para la detección de errores sin corrección. RDS define muchas funciones, incluido cómo se pueden "empaquetar" funciones privadas (internas) u otras funciones no definidas en grupos de programas no utilizados.
RDS se inspiró en el desarrollo del Autofahrer-Rundfunk-Informationssystem (ARI) en Alemania por parte del Institut für Rundfunktechnik (IRT) y el fabricante de radio Blaupunkt . [2] ARI utilizó una subportadora de 57 kHz para indicar la presencia de información de tráfico en una transmisión de radio FM. [3]
El Comité Técnico de la UER lanzó un proyecto en su reunión de París de 1974 para desarrollar una tecnología con propósitos similares a ARI, pero que fuera más flexible y que permitiera la resintonización automática de un receptor donde una red de transmisión transmitiera el mismo programa de radio en varios canales diferentes. frecuencias. El sistema de modulación se basó en el utilizado en un sistema de búsqueda sueco y la codificación de banda base era un diseño nuevo, desarrollado principalmente por la British Broadcasting Corporation (BBC) y el IRT. La UER publicó la primera especificación RDS en 1984. [2]
Según se informa, de los tres socios de radiodifusión de la UER, la BBC era la que más entusiastamente buscaba la aplicación de la tecnología RDS y buscaba atraer ofertas de fabricantes para fabricar una "radio acreditada por la BBC" que admitiera funciones RDS. Sin embargo, al no haber recibido ningún interés del fabricante, la corporación contrató a los diseñadores de Kinneir Dufort para producir un prototipo que mostrara estas características. Este prototipo, presentado en 1989, incorporaba una pantalla de cristal líquido capaz de mostrar imágenes como mapas meteorológicos, acompañada de "un lápiz óptico con el que se puede programar la radio a partir de códigos de barras", códigos de barras que codifican la información del programa, y soportaba módulos desmontables. de los cuales se desarrollaron un módulo de reproductor de casetes y un módulo de impresora. A pesar de la renuencia a desarrollar una funcionalidad basada en pantalla que pudiera hacer que el RDS compitiera con la televisión, la utilidad de poder imprimir información como mapas meteorológicos o incluso publicidad se consideró potencialmente interesante tanto para los fabricantes de radio como para los de televisión. [4]
Se agregaron al estándar mejoras en la funcionalidad de frecuencias alternativas y posteriormente se publicó como estándar del Comité Europeo de Normalización Electrotécnica (CENELEC) en 1990. [2]
En 1992, el Comité Nacional de Sistemas de Radio de EE. UU . publicó la versión norteamericana del estándar RDS, denominada Sistema de transmisión de datos de radio. El estándar CENELEC se actualizó en 1992 con la adición de Traffic Message Channel y en 1998 con Open Data Applications [2] y, en 2000, RDS se publicó a nivel mundial como estándar IEC 62106. [5]
El Foro RDS (Ginebra/Suiza) decidió en su reunión anual (8 y 9 de junio de 2015) en Glion/Montreux poner en marcha el nuevo estándar RDS2. El estándar se creará en estrecha colaboración con colegas estadounidenses del Subcomité RBDS del NRSC y debería ofrecer una plataforma unificada para la transmisión de FM y los servicios de datos en todo el mundo.
Los datos RDS normalmente contienen los siguientes campos de información:
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En lo que respecta a la implementación, la mayoría de los estéreos de los automóviles admitirán al menos AF, EON, REG, PS y TA/TP.
Hay un número creciente de implementaciones de RDS en dispositivos portátiles de audio y navegación gracias a soluciones de menor precio y tamaño reducido.
La subportadora RDS de 57 kHz ocupa ±2 kHz del espectro compuesto, lo que en teoría lo mantiene por encima del límite superior de la subportadora estéreo de 53 kHz. Sin embargo, el corte de 53 kHz depende completamente del rendimiento de los filtros de paso bajo de 15 kHz utilizados antes del codificador estéreo. En equipos más antiguos, estos filtros solo estaban diseñados para proteger el piloto de 19 kHz y, en ocasiones, no proporcionaban suficiente protección a la subportadora RDS cuando estaba presente una cantidad significativa de información estéreo. En esta situación, los dispositivos de mejora estéreo combinados con un procesamiento de audio agresivo podrían hacer que la subportadora RDS sea inadmisible.
Los sistemas de recorte compuestos también pueden degradar la subportadora RDS debido a los armónicos creados por el recorte. Los cortapelos compuestos más modernos incluyen filtrado para proteger la subportadora RDS.
La subportadora RDS suele utilizar entre 2 y 4 kHz de desviación de portadora. Por lo tanto, la desviación disponible para el material del programa se reduce en esta cantidad, suponiendo que no se exceda el límite de desviación habitual de 75 kHz.
La siguiente tabla enumera los códigos de tipo de programa (PTY) RDS y RBDS (Norteamérica) y sus significados:
Los códigos PTY han sufrido varias ampliaciones. El primer estándar RDS solo definió 0–15 y 31. El estándar RBDS posterior implementado en los EE. UU. asignó los mismos significados a los códigos 0, 1 y 31, pero no intentó igualar el resto del plan RDS original y creó su propia lista. para los códigos 2–22 y 30, [11] incluidos formatos de radio comercialmente importantes (en los EE. UU.), como los 40 principales, religiosos, country, jazz y R&B que no estaban en la lista RDS. Esto incluía códigos de información que no coincidían. deporte y rock. Los estándares RBDS posteriores agregaron los tipos 23 (Universidad) y 29 (Clima), mientras que la lista de códigos de tipo RDS creció hasta su tamaño actual, [12] importando algunos tipos (por ejemplo, jazz y country) de la lista RDBS. Los tipos RDBS 24–26 se agregaron en abril de 2011. [10] [1] : 27 Las discrepancias de códigos son principalmente un problema para las personas que llevan radios portátiles dentro o fuera de América del Norte.
El estándar RDS tal como se especifica en EN 50067:1998 [13] se divide en estas secciones según el modelo OSI. (Las capas de red y transporte están excluidas, ya que se trata de un estándar de transmisión unidireccional).
La capa física del estándar describe cómo se recupera el flujo de bits de la señal de radio. El hardware RDS primero demodula la señal subportadora RDS de 57 kHz para extraer una señal codificada Manchester diferencial que contiene tanto el reloj de bits como el flujo de bits codificado diferencialmente . Esto permite que el decodificador RDS tolere la inversión de fase de su entrada.
En la capa de enlace de datos, 26 bits consecutivos forman un "bloque", que consta de 16 bits de datos seguidos de 10 bits de corrección de errores. Cuatro bloques forman un "grupo" de 104 bits. Los bits de corrección de errores también codifican el "desplazamiento" o número de bloque dentro de un grupo de 4 bloques.
La corrección de errores se realiza mediante una verificación de redundancia cíclica de 10 bits , con polinomio x 10 +x 8 +x 7 +x 5 +x 4 +x 3 +1 . [13] : 13 (No se utiliza ni un preajuste ni una postinversión, ya que no son necesarios con un campo de datos de tamaño fijo). El CRC también se suma con una de las cinco palabras "compensadas" que identifican el bloque: A, B, C, C′ o D. Cuatro bloques consecutivos (ABCD o ABC′D) forman un "grupo" de 104 bits (64 bits de datos + 40 bits de verificación). Se transmiten algo más de 11,4 grupos por segundo.
No hay espacio entre bloques. El receptor se sincroniza con grupos y bloques comprobando los CRC en cada 26 bits hasta que se logra la sincronización. Una vez sincronizado (la palabra de desplazamiento es predecible), el código es capaz de corregir errores de ráfaga de hasta 5 bits . [13] : 60
Esta estructura básica de modulación y bloque se desarrolló originalmente para el protocolo de "búsqueda móvil" MBS (radio paginación) , con la diferencia de que MBS (o el equivalente norteamericano MMBS "MBS modificado") no utiliza una palabra de desplazamiento. Para permitir que los dos sistemas interoperen (y para permitir que las estaciones de radio FM transmitan datos RBDS mientras mantienen sus contratos de buscapersonas), el estándar RBDS define una sexta palabra E con desplazamiento de ceros. Se pueden mezclar grupos de cuatro bloques E con grupos RBDS, e ignorado por los receptores RBDS. (Del mismo modo, las palabras de compensación de RBS se eligen para que aparezcan como errores no corregibles para los receptores de MBS).
Los datos dentro de cada bloque (y grupo) se transmiten primero el bit más significativo y, por lo tanto, se numeran desde el bit 15 (transmitido primero) hasta el bit 0 (transmitido último).
La información que se transmite con mayor frecuencia es un código de "identificación de programa" de 16 bits, que identifica la estación de radio transmisora. Los bloques A y C′ incluyen siempre el código PI; El desplazamiento C se utiliza cuando el tercer bloque contiene algo más.
El bloque 1 siempre contiene el identificador del programa de 16 bits. Los primeros 11 bits (bits 15 a 5) del bloque 2 también son los mismos en todos los grupos.
Los primeros 4 bits (bits 15 a 11) del bloque 2 son el "código de tipo de grupo", que describe la interpretación de los datos restantes. Cada tipo de grupo tiene variantes "A" y "B", que se distinguen por el quinto bit "B" (bit 10): si B = 0, entonces el grupo va del 0A al 15A y contiene 5+16+16 = 37 bits de datos. Si B = 1, el bloque 2 contiene un código PI (y está codificado con la palabra de desplazamiento C'), el grupo es uno de 0B a 15B y contiene 21 bits de datos.
Dentro del Bloque 1 y el Bloque 2 hay estructuras que siempre estarán presentes en ambas versiones de grupo, para identificaciones rápidas y receptivas. El primer bloque de cada grupo, será siempre el código de identificación del programa. El segundo bloque dedica los primeros 4 bits al tipo de aplicación/grupo.
Significado del bloque 2 bits
El bloque 3 se utiliza para repetir el código de identificación del programa.
Esto permite una identificación rápida del tipo de programa de radio, según el país, el área de cobertura y el número de referencia del programa. Si bien el código de país lo especifica el estándar, las autoridades locales de cada país especifican los bits 11 a 0.
Los códigos de país se reutilizan, pero sólo en regiones geográficamente distantes más allá del alcance de transmisión de FM entre sí. Por ejemplo, el código de país F está asignado a Francia , Noruega , Bielorrusia y Egipto . [13] : 71 Los países vecinos nunca tienen el mismo código de país, lo que significa que no es necesario que los códigos PI estén coordinados con los países adyacentes.
Esta es una breve lista del tipo de grupo completo. Cada tipo de grupo puede tener una versión secundaria disponible
Este puede considerarse un bit de tipo de programa adicional, e indica que la emisora emite informes de tráfico periódicos . Al incluirlo en cada grupo, un receptor puede buscar rápidamente una estación que incluya informes de tráfico.
Otro bit, anuncio de tráfico (TA), se envía en los tipos de bloque 0A, 0B y 15B para indicar que dicho informe está en curso. Es común que los transmisores de transmisión simultánea tengan informes periódicos de tráfico local personalizados para cada transmisor individual. El bit de anuncio de tráfico le dice al receptor que una transmisión específica del transmisor está en progreso y debe evitar cambiar de frecuencia mientras está en progreso.
(Hay una forma diferente de bit de anuncio de tráfico en el bloque tipo 14B, que indica la presencia de un anuncio de tráfico en una frecuencia diferente , de modo que los receptores de radio puedan cambiar automáticamente).
Estos son ejemplos no completos que cubren solo mensajes simples como nombre de la estación, texto de radio y fecha/hora.
Como ya hemos descrito los campos anteriores, estos puntos a continuación muestran solo los campos específicos de la aplicación.
El nombre de la estación y el código de identificación del decodificador se envían progresivamente en 4 grupos, donde el desplazamiento se define mediante los bits C1 y C0.
Como ya hemos descrito los campos anteriores, estos puntos a continuación muestran solo los campos específicos de la aplicación.
El nombre de la estación y el código de identificación del decodificador se envían progresivamente en 4 grupos, donde el desplazamiento se define mediante los bits C1 y C0.
Cuando se utilice el grupo tipo 4A, se transmitirá cada minuto según EN 50067.
El grupo de tiempo del reloj se inserta de modo que el flanco de minutos ocurra dentro de ±0,1 segundos del final del grupo de tiempo del reloj.
La hora y la fecha están empaquetadas de la siguiente manera:
Nota: La diferencia horaria local se expresa en múltiplos de media hora dentro del rango de −15,5 h a +15,5 h. Se expresa en forma de magnitud con signo , siendo el bit más significativo el bit de "signo de compensación local" (LOS), 0 = + (al este de Greenwich ), 1 = −.
Las siguientes imágenes ilustran cómo se puede utilizar RDS en una estación de radio FM. Las primeras tres imágenes muestran la pantalla de la radio portátil Sony XDR-S1 DAB/FM/MW/LW. La segunda y la tercera fueron tomadas cuando la radio estaba sintonizada en la estación de radio Trent FM de Nottingham .
Empresas como ST Microelectronics , Silicon Labs en Austin, Texas y NXP Semiconductors (anteriormente Philips ) ofrecen soluciones de un solo chip que se encuentran en estos dispositivos.
