Configuration du signal RDS

Le signal RDS est constitué d'une trame numérique (cf. fig. 1). Cette trame est une suite synchrone de groupes de 104 bits (un groupe a une durée de 87,6 ms. Le débit de la trame est 11,4 groupes par seconde). Un groupe contient quatre blocs de données de 26 bits chacun (soit 4 x 21,9 ms) dont 16 bits de données et 10 bits de contrôle/décalage.
 

Les 10 bits de contrôle/décalage synchronisent les données et constituent un code de détection d'erreurs capable d'assurer la correction des types d'erreurs suivants : - jusqu'à cinq erreurs consécutives. - salve d'erreur de 10 bits consécutifs. - erreurs simples et doubles dans un bloc. - détection de 99,8 % des salves d'erreurs de 11 bits. - détection de 99,9 % des salves d'erreurs de plus de 11 bits.

Fig. 1 : la trame numérique RDS

Chaque groupe de la trame numérique RDS est identifié par un code sur 4 bits inséré au début du bloc 2, on dispose donc de 4 x 4 = 16 types de groupes. Chaque type existe en deux versions dites A et B. Le bit MSB (poids fort) de tous les codes RDS est transmis en premier (le bit MSB est affecté de la puissance de 2 la plus élevée). La figure 2 est un exemple d'identification des bits MSB (poids fort) et LSB (poids faible).

Fig. 2 : les poids binaires.

Chaque fonction RDS est conforme à une procédure de codage binaire établie par l'UER et le CENELEC (Revue Technique 3244-F de l'UER et norme prEN50067 du CENELEC devenue depuis la norme NF EN 50067), voici les applications actuellement en vigueur.

Codage des services RDS

Code de type de groupe :
Figure 3 : dans la colonne B0 du code binaire, la lettre X représente la valeur binaire 0 pour les groupes en version A et la valeur binaire 1 pour les groupes en version B.

Fig. 3 : codes des types de groupes.

Codes TP (Traffic Program) et TA (Traffic Annoucement) :
Figure 4 : ces deux codes pour les informations routières sont des drapeaux numériques qui indiquent un état de commutation.

Fig. 4 : les drapeaux TP et TA.

Code DI (Decoder Identification) :
Figure 5 : les quatre bits du code DI sont diffusés l'un après l'autre sur quatre groupes 0A/B ou sur quatre groupes 15B. Sur le groupe 0, chaque bit du code DI est identifié par le code d'adresse des caractères du nom de la station (fonction PS). Sur les groupes 15B, les bits DI sont identifiés par un code d'adresse sur 2 bits (cf. fig. 6).

Fig. 5 : configuration du code DI.

Fig. 6 : adressage du code DI.

Codes AF (Alternative Frequency) :

Fig. 7a à 7h : codage des fréquences.

 

Sur la dernière partie de la figure 7, le code 205 (11001101 en binaire) appelé code de remplissage permet de combler les éléments AF des blocs RDS qui demeurent libres. Il est utilisé comme octet de bourrage afin de compléter la trame numérique diffusée. Lorsque l'émetteur d'une station est unique (fonction AF non exploitée), le codeur RDS doit diffuser le groupe 0B. En effet, le bloc 3 du groupe 0A ne peut pas être mis à zéro (salve de 16 bits à zéro > 00000000 00000000) puisque ce code correspond à la fréquence 87,5 MHz. Lorsqu'une telle station souhaite implémenter le service AF, on utilise le bloc 3 du groupe 0A en protocole A. Voici un exemple avec la station Autoroute Info : Les codes 206 à 223 (11001110 à 11011111) liés au service AF ou EON-AF ne sont pas encore attribués par l'UER. Sur la figure 8, les codes 224 à 250 indiquent toutes les fréquences disponibles de la liste AF. Le code 250 précède toujours le code AF d'une fréquence en ondes longues (OL) et moyennes (OM) quel que soit le protocole de codage de liste utilisé (A ou B). Les codes 251 et 252 (11111011 et 11111100) ne sont pas attribués par l'UER.

Fig. 8 : code des listes AF.

Sur la figure 9, les trois codes 253, 254 et 255 indiquent le décalage fréquentiel du deuxième code AF du bloc.

Fig. 9 : décalage fréquentiel.
 

Les listes AF peuvent être diffusées selon deux protocoles : A ou B (cf. fig. 10). La méthode A est utilisée en priorité tandis que la méthode B est réservée pour les réseaux constitués de nombreux réémetteurs (zones montagneuses) et les réseaux proposant le service EON. Le protocole B nécessite un temps d'analyse plus long, les auditeurs risquent alors de percevoir une coupure sonore lors des commutations fréquentielles. Actuellement en France, seuls quatre émetteurs de Radio France exploitent le protocole B : le Pic du Midi (Toulouse), le Mont Pilat (St Etienne), le Mont Rond (Gex) et le Mont du Chat (Chambéry).

Fig. 10 : protocoles de codage des listes AF.

Protocole A :
Chaque émetteur d'un réseau diffuse une liste AF dont la première fréquence est celle de l'émetteur qui produit la liste. Les autres fréquences sont insérées dans la liste par paires successives avec un maximum de 25 fréquences. Le premier code de la liste indique la quantité de fréquences qui suivent.

Protocole B (ou carte de fréquences) :
Chaque émetteur d'un réseau diffuse une liste AF dont la première paire contient le code de liste indiquant l'effectif de fréquences et la fréquence de l'émetteur qui produit la liste. Les paires suivantes contiennent la fréquence de l'émetteur qui produit la liste associée avec une autre fréquence du réseau. Un maximum de 12 paires est admis, au-delà la liste doit être fragmentée sur plusieurs codeurs RDS du réseau (possibilité de coder plus de 25 fréquences).

Une liste AF ne code jamais deux fois la même fréquence. Si c'est le cas, la liste AF est obligatoirement fragmentée. Les autoradios RDS peuvent identifier le protocole AF utilisé (A ou B) par détection de la répétition de la fréquence d'accord de la liste dans le protocole B. Précisons que lorsqu'une paire de fréquences n'est pas utilisée intégralement, elle est complétée par le code de remplissage AF 205 (11001101 en binaire).

Dans le groupe 14A du service EON, le radiodiffuseur utilise le protocole B lorsqu'il souhaite lier avec précision la fréquence de l'émetteur avec la fréquence d'une autre station reçue dans la même zone.

Code PI (Program Identification) :

Le code PI est la carte d'identité numérique des stations de radio RDS. L'UER (Union Européenne de Radiodiffusion) a défini les codes PI avec les quatre valeurs hexadécimales suivantes codées chacune sur 4 bits :
> premier chiffre (bits 0 à 3) : indicatif national du pays émetteur (cf. fig. 11).

> deuxième chiffre (bits 4 à 7) : indicatif d'extension géographique du réseau d'émetteurs.

1	stations internationales (RFI en FM)
2	stations nationales (France Inter, France Info, ...)
0	stations locales
4 à F	stations régionales (valeur selon le CTR - Comité Technique Radiophonique)

La figure 12 montre la liste des stations régionales.

> troisième (bits 8 à 11) et quatrième chiffres (bits 12 à 15) : identification du programme de la station de radio.

01 à 0A	service public (valeurs décimales 0 à 10)
0B à 1E	autres réseaux nationaux (valeurs décimales 11 à 30)
1F à 32	réseaux régionaux sur un seul CTR (valeurs décimales 31 à 50)
33 à 50	réseaux régionaux sur plusieurs CTR (valeurs décimales 51 à 80)
51 à 78	radios locales (valeurs décimales 81 à 120)

Fig. 11 : indicatifs PI des principaux pays européens.

Fig. 12 : liste des stations régionales

Dans la liste de la figure 12, le symbole $ indique qu'il s'agit d'une valeur hexadécimale. Le contenu de la carte d'identité numérique PI des stations de radio RDS est attribué par le CSA (Conseil Supérieur de l'Audiovisuel).

Le code PI permet aux autoradios RDS d'identifier à tout moment la fréquence d'une station lorsque la fonction AF est activée. Dans le cadre de la fonction EON-TA, le tuner retrouve la fréquence qui diffuse le code EON en fin de commutation sur une information routière.

Code PTY (Program TYpe) :

Ce code constitué de 5 bits est diffusé sur le bloc 2 de tous les groupes RDS en version A et B. Le service PTY permet à l'auditeur de connaître le genre de programme qu'il écoute. Par analyse du code, l'autoradio affiche le nom du programme sur un maximum de huit caractères. Les cinq bits permettent de coder 31 types de programmes différents (cf. fig. 13). Le code PTY 31 est réservé aux transmissions d'urgence des secours publics (télécommande de sirène, ...). Il peut également alerter la population en cas d'événements exceptionnels (tempêtes violentes, cyclone, tremblement de terre, ...). L'utilisation de ce type de programme est lié à la diffusion des alertes sur le groupe 9A (code EWS).

Fig. 13 : liste des 31 types de programmes.

Les signaux de contrôle/décalage
 

Les salves numériques de contrôle/décalage insérées dans chaque bloc de données permettent la détection des erreurs et la synchronisation des blocs. La salve est un signal de décalage sur 10 bits associé à un signal de contrôle également sur 10 bits. Actuellement cinq signaux de décalage sont utilisés, ils sont représentés sur la figure 14.

Fig. 14 : codes des signaux de décalage.

En version A, les quatre blocs de données numériques sont respectivement suivis des signaux de décalage A, B, C et D. En version B, le signal C est remplacé par le signal C'. Les signaux E et F sont réservés pour des extensions futures du système RDS. Sur les 10 bits de décalage seuls les bits D9 à D2 sont utilisés, les bits D1 et D0 sont maintenus au niveau logique 0. La salve de contrôle/décalage est implémentée par des calculs polynômiaux. Le code cyclique de détection d'erreurs est conforme au polynôme générateur g(x) :

L'addition booléenne XOR est équivalente à une addition arithmétique modulo 2. Le résultat numérique varie en fonction des données contenues dans le vecteur message m(x), c'est-à-dire dans le bloc RDS de 16 bits.

Conclusion

Dans cette deuxième partie de notre dossier RDS, nous avons pu étudier les méthodes de codages utilisées pour les divers services proposés par le système RDS ainsi que le calcul de la détection d'erreurs insérée dans les groupes numériques.