一、RDS简介
按照标准(GB4311.3-84)规定，我国调频广播的频率范围为87.5~108MHz，为防止调频台间的相互干扰，规定各电台之间的频道间隔为200kHz，最大频偏为75kHz，最高调制频率为15kHz。即调频立体声广播的基带信号理论带宽为53kHz、调频单声道广播的基带信号频宽为15kHz，故在调频广播中，53-100kHz或5-100kHz的频带几乎是闲置的，因此在每个调预频道中，可扩展出多个副信道，不仅传送多套节目，而且还可以传送数据和其它信息，这充分利用了频率资源和技术设备。这些技术我们称之为调频多工技术(多节目广播、SCA、RDS)。其频率分布如图一所示。
图一 调频多工广播频谱分布图
其中，RDS (Radio Digital System) 是由欧洲广播联盟 (EBU)于1984年提出的技术标准EBU 3244。该技术充分利用了现有调频广播的带宽，不需要分配专门的带宽，57KHz的副载波数据信号叠加在调频节目频段上，在接收音频信号的同时可收到数字信号。数据内容包括电台名称、节目类型、交通信息、标准时间、广告信息等。现在常用的RDS模式，一般是指利用FM广播的副载波携带数据资料的一种工作方式，如图二所示。
图二 RDS发射系统构成
RDS硬件规范
副载波导频:57KHz±6Hz，对主载波标称频偏±1.0KHz至±7.5KHz；
调制方法：PSK（相移键控）；
数据传输比特率：1187.5bit/s。
二、RDS数据格式
RDS的数据信号传送是以为一个基本单元，一次有效的数据采集至少是一个完整的数据帧。一帧数据由4个数据块组成，每个数据块包含26比特数据位高16位是信息代码，低10位是校验码和数据块识别号(即图中偏移量)。数据传输比特率是1187.5Hz。所以一帧数据共有104比特，传输时间约为87.6毫秒，也就是说每秒钟可传送148个字节的信息，除去冗余信息，有效的信息载荷为92字节。
图三 RDS帧数据格式
三、RDS数据接收及处理
RDS接收机硬件主要包括微处理器、频率合成调谐器、电源、功放和喇叭等，其中调谐器负责接收电台信号。如图四所示。
RDS解码接收PSK数据流。微处理器对RDS数据流进行解析，同时控制接收机的频率合成电路。人机界面中使用LCD或VFD显示器，显示电台内容、当地时间、RDS播放信息等。
图四 RDS接收机框图
目前已经有多家公司开发出了RDS接收解码芯片，如PT2579S、SAA6588以及全集成的SI47XX系列等，接收芯片完成数据解调和信道解码纠错处理后，通过SPI输出数据，为了及时响应RDS解调器SPI接口送来的数据,单片机MCU数字信号处理单元采用外部中断方式来采集数据，RCLK接上升沿外部中断输入口，RDATA接单片机IO口。注意时钟周期是842us，每次采集数据后在中断服务程序中处理数据的时间不能太长，最好在200us 到300us以内。
根据图三的帧数据结构看出，一帧完整的数据传输的顺序是数据块1、数据块2、数据块3、数据块4，而每个数据块的26个位传输顺序是高位在前，即先传输右边高位数据。要接收一帧完整的数据，首先要以数据块1作为数据同步、然后可以按顺序分别接收其它三个数据块。如果某一数据块出现接收错误，其他该帧已接受数据必须丢弃，重新同步。
3.1第一阶段数据块1接收和同步
定义位长16比特的数据存储数组R_buf4,用于存放4 数据的有效信息，即每个数据块的高16位。设置长度为4字节的数据接收缓冲器Rbuf，共有32比特。其数据结构如下：
其中D15-D0是16比特信息数据，X是不用的6 比特位。
C9-C0是10比特包含有信息数据的校验码和数据块同步字。
每次中断接收到1位数据后，Rbuf各位逻辑左移一位，新的数据位存入右边最低位数据结构变化如下:
其中Bi为新接收的数据位，注意未使用的6比特XXXXXX不参与左移运算。
因为RCLK是持续输出的接收时钟，即使在无RDS数据的时候也是如此。因此为了确定Rbuf是否收完了一个数据块1,每次新接收一位数据都需要对Rbuf进行一次CRC校验和同步字的判断。RDS校验码的生成多项式为:
根据该多项式对高16位数据进行CRC校验码计算得到校验码Drc再和低10位数据做异或运算,如果该运算结果等于数据块1的同步字偏量A，则表明数据块1的数据接收正确完成。Rbuf的高16位数据就是数据块1的有效信息代码。接收流程如图五所示。
图五 数据块1接收程序流程图
3.2数据的其它三个数据块的接收
一旦数据块1正确接收并完成同步后，就可以用计数的方式进行其它三个数据块的接收。每接收26比特的数据就做一次CRC校验和块同步确认，算法和3.1介绍的一样。但是偏移量A需要分别换为偏移量B、偏移量C、偏移量D。每次数据块正确接收后就存入相应的接受缓冲区Rbuf，直到数据块4接收完成，为了保证数据的正确性，每当校验结果出现错误，都必须重新回到数据块1的接收阶段又从数据同步开始。
四、RDS应急广播技术应用
1991年RDS首次在中国推介,至1995年,启用RDS广播的中华人民共和国国家标准《广播数据系统技术规范》出台(GB/T15770-1995)由此拉开了我国RDS技术的应用帷幕。在技术上应用项目上都提出了相应的解决方案，RDS完全可以跳出交通广播的局限，成为当代信息社会信息发布的又一重要渠道。近年来我国已开发了多种应用系统，可以广泛用于智能交通、农业防灾减灾、政府公众信息发布、固定和移动载体广告、新农村“村村响”广播、教育、气象信息发布等诸多领域，具有较好的发展前景。
自然灾害、气象预警信息发布系统，利用各地已有的调频广播电台或有线电视系统，加上RDS编码器后，既可实现无线方式的预警信息发布，又可以通过有线电视实现共缆信息发布，多渠道、多途径解决快速预警发布的难题，在国家或者省一级大型预警信息发布系统中，利用RDS的自动信息识别功能，还可以自动寻找预警信道和预警信息，在防灾减灾和建设和谐社会过程中都具有十分重要的意义。