调频副载波及其在RDS-TMC中的应用

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深圳市广播电视传输中心

摘要：本文介绍了调频副载波技术的原理及其在rds-tmc中的应用，利用这种技术来传输TMC信息实时的交通路况，让城市交通管理得井然有序，缓解城市交通的压力。

关键词：调频副载波数据广播RDS-TMC

1.引言

随着技术的发展与进步，调频广播不仅仅传送单一的声音节目，而且可以传送多套节目，也可以传送其它附加信息和数据，这就充分利用了频率资源和技术设备。本文提出了利用这种技术来实时的交通路况，为驾驶员提供通畅的交通路线，更重要的是它可以使城市交通管理更加井井有条。

2.调频副载波技术原理

我国调频立体声广播采用的制式为AM-FM导频制,所谓AM是指其副载波采用调幅,FM是指主载波则采用调频。它在传输左右声道信号的同时，插入一个导频信号，组成导频制立体声复合信号。

立体声复合信号由下述信号构成:

信号M：由立体声左路信号L和右路信号R之和的一半构成，信号M以与单声道信号相同的方式进行预加重，为基带信号中30Hz至15kHz部分。

信号S：由立体声左路信号L和右路信号R之差的一半构成，信号S以与信号M相同的方式进行预加重。经预加重的信号对导频信号的二倍频进行抑制载波的双边带调幅，为基带信号中23kHz至53kHz部分。

导频信号：导频信号频率为19kHz。

立体声复合信号的基带如图1所示：

我国调频广播的频率范围为87～108MHz,从87.0MHz开始至107.9MHz,按0.1MHz的频率间隔设置电台。对于立体声节目广播,数据广播副载波的有效边带范围为：53kHz到99kHz。立体声调频广播的频谱结构分布如下：

RDS-TMC就是利用该副载波信道来加载数据信息进行发送的。

3.调频副载波数据广播

调频数据广播是指在进行调频广播的同时利用调频基带的空余频谱广播特定的数据。目前,各国开发应用的数据广播系统主要有：广播数据系统（Radio Data System，RDS）、美国的SCA数据广播以及日本的FM 多工音频广播。其中调频多工音频广播是八十年代日本提出的，由于它的传输速率较高，编码调制特性要求较复杂，所以国内大多不采用这种方式开通数据广播。

3.1 广播数据系统（RDS）和辅助通信业务（SCA）

广播数据系统RDS （Radio Data System）是英国BBC广播公司开发的一种特殊无线电广播，它是应用最广，发展最迅速的数据广播方式。

RDS用于寻呼业务、道路交通、信息服务等。RDS频谱占4kHz,其副载频为57kHz，采用抑制副载波调幅方式传送信息，构成RDS信道，再与调频立体声广播的主信道、副信道、导频信号构成带有RDS的调频立体声广播的调制基带信号，再对其调频。

辅助通信业务（SCA）用于新闻报道、天气预报、背景音乐等，频谱占12kHz,其副载频为67kHz，它与RDS一样，都建立在立体声复合信号的基带上。如图3所示：

3.2 调频副载波数据广播的优势

我国广电基础设施实力雄厚，已形成一个覆盖面很大的信息网络，利用现有的广电基础设施作进一步的开发，将会产生巨大的社会影响和重大的经济效益，因此开发数据广播的投资省，见效快。除此之外，数据广播还有以下的优势：首先数据广播的覆盖面大，信号质量好。可靠接收的范围比广播电视节目的接收范围大。其次，无线数据广播既能固定接收又能移动接收，而且接收端设备的价格便宜。第三，广播多工技术应用前景广阔，技术手段多样，能满足不同层次业务的需要，在进入数字广播时代后，仍可开展数据信息广播。

4.RDS-TMC交通信息广播频道技术

TMC（Traffic Message Channel，交通信息频道）是采用RDS技术实现信息的应用之一,它通过RDS方式发送实时交通信息和天气状况。车载终端设备可接收数据信息，并可选择信息的实现方式，如文本、简单图形和语言等。简单来说RDS-TMC是将动态交通信息（含天气信息），通过RDS-TMC格式播放到车载终端，终端再将其展现于电子地图上。

TMC通过FM 副载波把实时交通信息，如交通事故、道路堵塞、道路施工和交通管制等，发送给在道路上行驶的车辆，车载终端设备可接收这些数据信息，常见的是TMC导航系统，并且提供动态的路线引导，向驾驶员预告计划行使路线上出现的问题并推算出一条备选路线，使得车辆导航系统能够实现实时、动态的导航功能。这样使用户获得实时的交通信息,给用户提供周到、高效的导航服务。

标准的TMC给用户提供以下五项基本服务内容：

（1）事件描述：提供详细的天气状况或交通问题及其严重程度的详细资料。

（2）受影响的位置：指出交通事件的路段和地点。

（3）方向和范围：指出影响的相近路段或位置，以及影响的交通方向。

（4）持续时间：提供事件发生后持续影响的时间。

（5）替代方案：提供替代路线的信息。

由此可知TMC的意义不仅为驾驶员提供了畅通的行驶路线，更重要的是它可以使城市交通管理得更加井井有条。

5.RDS-TMC在副载波中的应用

经过以上常用的调频副载波标准及RDS-TMC分析之后，再结合调频副载波频率、调制方式、数据速率等技术参数，RDS-TMC系统的拓扑图如下：

由上图可知，经过处理的交通信息，如车流量、拥堵情况、突发事件等信息，经过RDS编码器采用调频副载波方式发送至用户终端，这样用户就可以根据所提供的交通信息选择通畅的道路，避开拥挤，难行的道路。

调频副载波发送RDS-TMC交通信息的示意图如下：

传输路径如下：

各类

交通信息

采集交通信

息中心TMC交通信息

服务提供商电台接收

终端

图6 发送RDS-TMC交通信息的传输路径

RDS-TMC交通信息通过采集系统,采集系统是事先安装完成的设备，可实时监控和传递路面信息。它既可是埋设于地下的线圈、安装于道路两侧的测速器，也可是视频头等。这些设备主要负责将车流量、拥堵情况、突发事件等信息。这些信息汇集在一起，并在交通信息中心进行整理。然后，这些信息被传输到TMC交通信息服务提供商，由他们生成标准的TMC信息。然后服务提供商将TMC信息发送到相关的FM无线电台，电台在正常的FM 无线传输网通过调频副载波方式发送给用户终端。终端（通常是导航设备）通过无线电和天线接收TMC数据来将交通信息展现于电子地图上，以便用户实时了解行驶中的路线的路况信息。一遇到道路堵塞情况就可以提前预知，然后选择通畅的替代路线，避开拥堵的路线，这样就能让城市交通变得井然有序。

6.结束语

通过实践经验证明，RDS-TMC应用在调频副载波技术上，对车辆诱导、缓解交通拥堵和城市交通压力方面起到巨大作用。而且该技术具有覆盖面广、开发成本低、实时性好的特点，可广泛应用于城市交通管理系统，让城市交通变得更加井井有条。

参考文献:

［1］广播发射实用技术；中国广播电视出版社；方德葵 主编，刘洪才、史存国 编著。

［2］米波调频广播技术规范。（责任编辑：杨 辉）