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ラジオデータシステム（RDS）は、従来のFMラジオ放送に少量のデジタル情報を埋め込むための通信プロトコル規格です。RDSは、時刻、放送局識別情報、番組情報など、送信される様々な種類の情報を標準化しています。
この規格は欧州放送連合（EBU）のプロジェクトとして始まりましたが、その後、国際電気標準会議（IEC）の国際規格となりました。ラジオ放送データシステム（RBDS）は、RDSの米国版に使用される正式名称です。[ 1 ] 2つの規格はわずかに異なるだけで、受信機はどちらのシステムでも動作でき、表示されるデータにわずかな不整合が生じるだけです。RDSはアナログ放送局でのみ使用されます。HD Radioの同等のものはプログラム関連データ（PAD）で、現在はプログラムサービスデータ（PSD）と呼ばれています。
どちらのバージョンも、57 kHzのサブキャリアで1,187.5ビット/秒(約 1.2 kbit/秒)のデータを伝送するため、各データ ビット中にサブキャリアが正確に 48 サイクルあります。RBDS/RDS サブキャリアは、データ信号、ステレオ パイロット、および 38 kHz DSB-SCステレオ差信号間の干渉と相互変調を最小限に抑えるため、19 kHz FM ステレオパイロット トーンの第 3高調波に設定されています。(ステレオ差信号は 38 kHz + 15 kHz = 53 kHzまで拡張され、RDS 信号の下側波帯用に 4 kHz が残ります。) データは誤り訂正コードとともに送信されますが、受信機は訂正なしで誤り検出のみに使用することを選択できます。RDS は、未使用のプログラム グループにプライベート (社内) 機能やその他の未定義の機能を「パッケージ化」する方法など、多くの機能を定義しています。
RDSは、ドイツの放送技術研究所（IRT）とラジオメーカーのBlaupunktによるAutofahrer-Rundfunk-Informationssystem （ARI）の開発に触発されたものである。[ 2 ] ARIは、FMラジオ放送に交通情報が存在することを示すために57kHzのサブキャリアを使用した。[ 3 ]
EBU技術委員会は、1974年のパリ会議で、ARIと同様の目的を持ちながら、より柔軟で、放送ネットワークが同じラジオ番組を複数の異なる周波数で送信する場合に受信機の自動再チューニングを可能にする技術を開発するプロジェクトを開始しました。変調方式はスウェーデンのページングシステムで使用されているものに基づいており、ベースバンド符号化は主に英国放送協会（BBC）とIRTによって開発された新しい設計でした。EBUは1984年に最初のRDS仕様を発行しました。[ 2 ]
EBUの3つの放送パートナーのうち、BBCはRDS技術の応用を最も熱心に追求しており、RDS機能をサポートする「BBC認定ラジオ」を製造するメーカーからの入札を募ろうとしていたと伝えられている。しかし、メーカーからの関心が得られなかったため、BBCはKinneir Dufortの設計者にこれらの機能を実証するプロトタイプの製作を依頼した。1989年に発表されたこのプロトタイプは、天気図などの画像を表示できる液晶ディスプレイを搭載し、「バーコードからラジオをプログラムできるライトペン」が付属しており、これらのバーコードは番組情報をエンコードし、着脱可能なモジュールをサポートしており、カセットプレーヤーモジュールとプリンターモジュールが開発された。RDSをテレビと競合させる可能性のある画面ベースの機能の開発には消極的であったにもかかわらず、天気図や広告などの情報を印刷できるという有用性は、ラジオとテレビのメーカー双方にとって潜在的に興味深いものと見なされた。[ 4 ]
代替周波数機能の強化が規格に追加され、その後、 1990年に欧州電気標準化委員会（CENELEC）規格として発行されました。 [ 2 ]
1992年、米国国家無線システム委員会は、RDS規格の北米版であるラジオ放送データシステム（Radio Broadcast Data System）を発行しました。CENELEC規格は、1992年にトラフィックメッセージチャネルの追加、1998年にオープンデータアプリケーションの追加により更新され[ 2 ]、2000年にはRDSはIEC規格62106として世界中で公開されました[ 5 ]。
RDSフォーラム（スイス・ジュネーブ）は、2015年6月8日～9日にグリオン／モントルーで開催された年次総会において、新規格RDS2の策定を進めることを決定した。この規格は、NRSC RBDS小委員会の米国関係者と緊密に連携して策定され、世界中のFM放送およびデータサービスのための統一プラットフォームを提供するものとなる。
RDSデータには通常、以下の情報フィールドが含まれています。
実装面に関して言えば、ほとんどのカーステレオは少なくともAF、EON、REG、PS、TA/TPに対応しています。
低価格で小型のソリューションが登場したおかげで、携帯オーディオ機器やナビゲーション機器におけるRDSの実装例が増加している。
57 kHz の RDS サブキャリアは、合成スペクトルの ±2 kHz を占め、理論上は 53 kHz のステレオサブキャリアの上限カットオフよりも高い周波数に保たれます。しかし、53 kHz のカットオフは、ステレオエンコーダの前段で使用される 15 kHz ローパスフィルタの性能に完全に依存します。古い機器では、これらのフィルタは 19 kHz のパイロット信号を保護するように設計されていたため、ステレオ情報が相当量存在する場合には、RDS サブキャリアを十分に保護できない場合がありました。このような状況では、ステレオ強調デバイスと積極的なオーディオ処理を組み合わせると、RDS サブキャリアが受信できなくなる可能性があります。一部の最新のオーディオプロセッサでは、15 kHz ローパスフィルタのカットオフ周波数が 16.5 kHz になっています。これも RDS の受信を劣化させる可能性があります。
コンポジットクリッピングシステムは、クリッピングによって発生する高調波のために、RDSサブキャリアの性能を劣化させる可能性もあります。より最新のコンポジットクリッパーには、RDSサブキャリアを保護するためのフィルタリング機能が搭載されています。
RDSサブキャリアは通常、2～4kHzの搬送波偏移を使用します。したがって、通常の75kHzの偏移制限を超えない 限り、番組素材に利用できる偏移幅はこの分だけ減少します。
以下の表は、RDSおよびRBDS（北米）プログラムタイプ（PTY）コードとその意味を示しています。
PTY コードは何度か拡張されてきました。最初の RDS 標準では 0～15 と 31 のみが定義されていました。後に米国で実装された RBDS 標準では、コード 0、1、31 に同じ意味が割り当てられましたが、元の RDS 計画の残りの部分と一致させようとはせず、コード 2～22 と 30 の独自のリストを作成しました[ 11 ] 。これには、RDS リストには含まれていなかった、商業的に重要な (米国で)トップ 40、宗教、カントリー、ジャズ、R&B などのラジオ フォーマットが含まれていました。これには、情報、スポーツ、ロックの不一致コードが含まれていました。後の RBDS 標準では、タイプ 23 (大学) と 29 (天気) が追加され、RDS タイプ コード リストは現在のサイズにまで拡大し[ 12 ] 、 RDBS リストからいくつかのタイプ (ジャズやカントリーなど) が取り込まれました。 RDBSタイプ24～26は2011年4月に追加された。[ 10 ] [ 1 ]： 27コードの不一致は主に、携帯無線機を北米に持ち込んだり持ち出したりする人にとって問題となる。
EN 50067:1998 [ 13 ]で規定されている RDS 規格は、OSI モデルに従ってこれらのセクションに分けられています。（これは単方向ブロードキャスト規格であるため、ネットワーク層とトランスポート層は除外されています。）
規格の物理層では、無線信号からビットストリームを取得する方法が規定されています。RDSハードウェアはまず、57kHzのRDSサブキャリア信号を復調し、ビットクロックと差動符号化されたビットストリームの両方を含む差動マンチェスター符号化 信号を抽出します。これにより、RDSデコーダは入力信号の位相反転を許容できるようになります。
データリンク層では、連続する26ビットが「ブロック」を形成し、これは16ビットのデータとそれに続く10ビットの誤り訂正ビットから構成されます。4つのブロックで104ビットの「グループ」が構成されます。誤り訂正ビットには、「オフセット」、つまり4ブロックグループ内のブロック番号も符号化されています。
エラー訂正は、多項式x 10 +x 8 +x 7 +x 5 +x 4 +x 3 +1を使用した 10 ビット巡回冗長検査を使用して行われます。[ 13 ] : 13 (固定サイズのデータ フィールドでは必要ないプリセットもポスト反転も使用されません)。CRC は、ブロックを識別する 5 つの「オフセット」ワード (A、B、C、C′、または D) のいずれかと加算されます。4 つの連続するブロック (ABCD または ABC′D) は、104 ビット (64 データ ビット + 40 チェック ビット) の「グループ」を構成します。1 秒あたりに 11.4 グループ強が送信されます。
ブロック間にギャップはありません。受信機は、同期が達成されるまで、各26ビットのCRCをチェックすることでグループとブロックに同期します。同期が完了すると（オフセットワードが予測可能になると）、コードは最大5ビットのバーストエラーを訂正できます。[ 13 ]： 60
この基本的な変調方式とブロック構造は、元々はMBS（無線ページング）の「モバイルサーチ」プロトコル用に開発されたものですが、MBS（または北米版のMMBS「修正MBS」）ではオフセットワードを使用しない点が異なります。両システムが相互運用できるようにするため（また、FMラジオ局がページャー契約を維持しながらRBDSデータを送信できるようにするため）、RBDS規格では6番目のすべてゼロのオフセットワードEが定義されています。4つのEブロックのグループはRBDSグループと混在させることができ、RBDS受信機では無視されます。（同様に、RBSオフセットワードはMBS受信機では訂正不能なエラーとして表示されるように選択されています。）
各ブロック（およびグループ）内のデータは最上位ビットから順に送信されるため、ビット15（最初に送信される）からビット0（最後に送信される）まで番号が付けられます。
最も頻繁に送信される情報は、送信元のラジオ局を識別する16ビットの「プログラム識別」コードです。ブロックAとC'には常にPIコードが含まれており、3番目のブロックに別の情報が含まれている場合はオフセットCが使用されます。
ブロック1には常に16ビットのプログラム識別子が含まれる。ブロック2の最初の11ビット（ビット15～15）もすべてのグループで同じである。
ブロック 2 の最初の 4 ビット (ビット 15～12) は「グループ タイプ コード」であり、残りのデータの解釈を記述します。各グループ タイプには「A」と「B」のバリアントがあり、5 番目の「B」ビット (ビット 11) で区別されます。B=0 の場合、グループは 0A から 15A までで、5+16+16 = 37 ビットのデータが含まれます。B=1 の場合、ブロック 2 には PI コードが含まれ (オフセット ワード C′ でエンコードされます)、グループは 0B から 15B のいずれかで、21 ビットのデータが含まれます。
ブロック1とブロック2には、迅速かつ応答性の高い識別を実現するために、両方のグループバージョンに必ず存在する構造が含まれています。各グループの最初のブロックは、常にプログラム識別コードになります。2番目のブロックは、アプリケーション/グループタイプ用に最初の4ビットを割り当てます。
ブロック2ビットの意味
ブロック3は、プログラム識別コードを繰り返して表示するために使用されます。
これにより、国、放送エリア、番組参照番号に基づいて、ラジオ番組の種類を迅速に識別できます。国コードは規格で規定されていますが、ビット11からビット0は各国の地方自治体によって規定されています。
国コードは再利用されますが、FM放送範囲外の地理的に離れた地域でのみ再利用されます。たとえば、国コードFはフランス、ノルウェー、ベラルーシ、エジプトに割り当てられています。[ 13 ] : 71隣接する国が同じ国コードを持つことは決してないため、PIコードを隣接国と調整する必要はありません。
これは16種類のグループタイプの一覧です。各グループタイプには2つのバージョンが用意されています。
これは追加の番組タイプビットとみなすことができ、その放送局が定期的に交通情報を放送していることを示します。すべてのグループにこれを含めることで、受信機は交通情報を放送している放送局を迅速に検索できます。
もう1つのビットであるトラフィックアナウンス（TA）は、ブロックタイプ0A、0B、15Bで送信され、そのようなレポートが進行中であることを示します。通常、同時放送を行う送信機であっても、個々の送信機に合わせてカスタマイズされた定期的なローカルトラフィックレポートを送信することはよくあります。トラフィックアナウンスビットは、送信機固有の放送が進行中であることを受信機に伝え、放送中は周波数の切り替えを避けるように指示します。
ブロックタイプ14B（拡張その他のネットワーク）には、別の形式の交通情報アナウンスビットがあり、これは別の無線局で交通情報アナウンスが存在することを示し、無線受信機が自動的に切り替えることができるようになっています。
これらは網羅的な例ではなく、放送局名、ラジオのテキスト、日付/時刻といった単純なメッセージのみを扱っています。
上記で既に説明したように、以下の箇条書きはアプリケーション固有のフィールドのみを示しています。
放送局名とデコーダ識別コードは、ビットC1とC0によってオフセットが定義される4つのグループに分割して順次送信されます。
上記で既に説明したように、以下の箇条書きはアプリケーション固有のフィールドのみを示しています。
放送局名とデコーダ識別コードは、ビットC1とC0によってオフセットが定義される4つのグループに分割して順次送信されます。
グループタイプ4Aを使用する場合は、EN 50067に従って1分ごとに送信する必要があります。
時計の時刻グループは、分単位の端が時計の時刻グループの終了時刻から±0.1秒以内に来るように挿入されます。
時刻と日付は以下のようにパッケージ化されています。
注: ローカルタイムオフセットは、−15.5h から +15.5h の範囲内で30 分単位の倍数で表されます。符号付き絶対値形式で表され、最上位ビットは「ローカルオフセット符号」ビット(LOS) で、0 = + (グリニッジの東)、1 = − となります。
以下の画像は、FMラジオ局でRDSがどのように使用されるかを示しています。最初の3枚の画像は、ソニーのポータブルラジオXDR-S1 DAB/FM/MW/LWのディスプレイ画面です。2枚目と3枚目の画像は、ラジオをノッティンガムのラジオ局Trent FMにチューニングした際に撮影したものです。
代替周波数（またはAF ）とは、最初のラジオ信号が弱くなった場合（例えば、受信範囲外に出た場合など） 、受信機が同じ放送局を提供する別の周波数に再チューニングできるようにするオプションです。これは主にカーステレオシステムで使用されます。受信機は、代替周波数のPIコードが現在チューニングされている放送局のPIコードと一致するかどうかを確認し、同じ放送局に再チューニングしていることを認識する必要があります。最新の受信機には2つのチューナーが搭載されている場合があり、これにより再チューニングプロセスがユーザーには聞こえない（透過的）になります。2つ目のチューナーはすべてのチャンネルをスキャンして一致するPIコードを見つけることもできるため、AFリストの重要性が低下します。
STマイクロエレクトロニクス、テキサス州オースティンのスカイワークス・ソリューションズ、NXPセミコンダクターズ（旧フィリップス）などの企業は、これらのデバイスに搭載されているシングルチップソリューションを提供している。
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