基于廣播數據系統的城市公交廣告信息傳輸
在世界上已經開始運營的RDS系統中,沒有一個完全實現了RDS系統能夠擁有的所有功能,而是根據當地的具體情況有選擇地加以實現。同樣,在RDS接收機的設計過程中,基于性價比以及實用性的考慮,也是有針對性地實現RDS的部分功能。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/158077.htm
3 RDS數據組同步的獲取
在RDS數據塊中,采用的是標準CRC校驗的一種變形,其生成多項式為:
將16位的信息字對g(x)進行模2除法,所得到的余式再使用模2加法加上數據塊的偏移量即構成所發(fā)送的10位校驗字。
由于RDS數據組、數據塊之間采用連續(xù)發(fā)送,沒有任何間隔,要完成RDS數據組的同步操作,必須要在每接收到一個新的數據位后,都對新組成的26位數據流進行CRC校驗運算。為了保證數據處理的連續(xù)性,運算必須在下一個數據位到來前完成,也就是說,必須要在842μs(即一個RDS碼元周期)內完成運算。
由于RDS中CRC校驗的生成多項式G(x)在單片機運算中占據兩個字節(jié),根據CRC校驗的原理,其在8位單片機中的運算其實就是一種三字節(jié)序列遞推運算,每次運算所得的余式加入下一個三字節(jié)序列進行模二除法。依次類推,每一次遞推運算都是對一個三字節(jié)序列的計算,因此,如何簡單快捷地對三字節(jié)進行運算是算法的關鍵。
提到簡單快捷,人們自然會想到查表法,即事先將三字節(jié)序列的所有余式計算出來,置于一個稱之為余式表的表格中供隨時讀取。不過這樣的表格太大,需要224個16位單元,即占用225個字節(jié)的存儲空間,這對單片機來說是無法接受的,因此,要設法盡量減少表格所占用的存儲空間。
設一個三字節(jié)序列Tabc=[a b c],一個三字節(jié)序列Ta00=[a O O]和一個二字節(jié)序列Tbc=[b c]。可以用多項式的形式表示它們之間的關系為Tabc(x)=Ta00(x)+Tbc(x),因此,對Ta00來說:
其中,Qa00(x)是整數,與余式無關;而Ra00(x)和Tbc都是二字節(jié)序列,因而,它們的和(模2加法,即異或運算)仍然是二字節(jié)序列,因此,它就是Tabc的余式Rabc,即:
這樣就可以把三字節(jié)序列Tabc=[a b c]的運算分解成兩個步驟來完成:
(1)通過查余式表,讀取Ta00=[a O 0]的余式Ra00=[ha00 laO0];
(2)將Ra00與[b c]進行異或運算,從而得到[a b c]的余式Rabc=[habc labc]。
由于[a 0 0]只有一個字節(jié)不為零,因此,余式表只需要256個單元即512 B的存儲空間。
在RDS接收機的設計過程中采用的是PIC16F74單片機,其ROM空間僅有16 KB,還要完成顯示控制、電子調諧控制等許多其他功能,存儲空間非常緊張,所以還需要對余式表進行壓縮。
將Ta00=[a o o]分解為Ta00=[e O O]和Tf00=[f 0 O],并使字節(jié)e的上半字節(jié)內容與a的上半字節(jié)相同但下半字節(jié)為零,同時使字節(jié)f的下半字節(jié)內容與a的下半字節(jié)內容相同但上半字節(jié)內容為零,然后用Ta00和Tf00的生成余式表來代替Ta00的余式表。由于Ta00和Tf00中只有半個字節(jié)內容不為零,所以每個余式表只需16個單元,即32個字節(jié),兩個余式表共占用64個字節(jié),可以滿足PIC16F74單片機對于存儲空間的要求。
實現CRC校驗的快速算法只是獲取RDS數據信號同步的前提條件之一。由于RDS數據信號的同步信息是包含在每個26位數據塊的結尾處,必須采用先接收數據,再進行同步運算的辦法。在PICl6F74單片機的通用寄存器中專門為接收數據設置了4個字節(jié)的緩沖區(qū),每接收到1位數據,就按照先入先出(FIFO)的原則對數據緩沖區(qū)進行移位操作,然后對最近接收到的26位數據進行CRC校驗運算,將運算結果與RDS數據塊偏移量A,B,C,D進行比較,如果發(fā)現與其中之一相同,則認為進入準同步狀態(tài)。由于接收數據的隨機性,在單獨一個26位數據流中運算出數據塊偏移量的幾率是比較大的,所以必須進行進一步的檢測。
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