应用在车辆导航信息发布系统中的调频数据广播系统

一、技术领域

本发明属于无线电广播技术领域。具体来说，是调频副载波数据广播系统应用于智能交通车辆导航系统中，构建一个单向的实时动态的交通信息发布平台。

二、技术背景

调频副载波数据广播指的是利用调频副载波技术进行数据广播以满足某个应用领域数据发布的需求，它是利用调频广播的闲置频点资源进行数据广播的。调频副载波的优势是：首先，在调频广播中，高端频带属闲置资源，对它的开发利用不需申请新的频点，在基本不增加投入的同时又使被闲置的资源得到充分利用；第二，全国10KW的调频台约有1000多个。使用副载波技术可以把已有的空中覆盖面利用起来，再把各个基站联网，将形成一个与主频道相同的、覆盖全国的数据广播网；第三、该项技术应用于智能交通车辆导航及信息发布系统，可以有效地实现实时、动态的交通信息以及其它信息的发布，具有实时性好，建设投入成本和使用成本低，在已覆盖的区域下，可以快捷有效地为移动的车辆提供数据传输(单向)及信息发布渠道。因此，该项技术被用于发达国家的智能交通导航领域，并已形成相应的国际标准。

例如，欧洲开发的广播数据系统(RDS)，就是一种新型的数据广播业务。70年代中期诞生在西欧，1986年欧洲广播联盟制定统一标准。利用RDS，可以传送供在荧光屏或液晶显示屏上显示的文字或图形，或供打印机打印的字符，或传送计算机软件、开关控制信息、接收机辅助调谐等信息。它可为驾驶员传送交通广播电台的各种信息和识别信号，目前RDS在西欧已相当普及

目前，RDS已在全世界得到普遍应用。RDS是选用57千赫为副载波，采用抑制副载波调幅(或称2相相移键控)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、导频构成带有RDS的调频立体声广播的调制基带信号，再共同对高频主载波调频。RDS传送信息的速率约为1.2千比特/每秒。

采用RDS体制，数据传送速率低，且对移动目标效果不佳。

日本于1993年5月通过了一个系统标准，定名为数据广播信道(DARC)系统，它的突出优点是数据率高，可达16千比特/每秒，而且抗误码能力强。DARC系统是日本NHK(Nippon Hoso Kyokai)开发的调频多工高速数据广播系统。DARC系统已于1995年经国际电信联盟推荐为国际标准。该系统采用的调制方式和编码结构，既适合于固定接收、又适合于移动接收，而传输容量相对较大。该系统还能兼容RDS。正是由于DARC系统具有高速的传输率和方便的移动接收性能，近年来推广和应用。在车辆导航应用中，典型的应用系统是日本的VICS(VehicleInformation Communication System车辆信息通信系统)。

VICS系统通过调频数据广播发布动态实时的交通信息，给移动的车辆提供行车信息、交通管制信息以及基础地理等信息。车辆还可以根据GPS提供的位置信息，很方便地由地图确定自己的位置，依靠计算机的处理实施车辆导航的诱导行驶，车辆可以选择最佳的路线，用最短的行车时间到达目的地。VICS对东京的的交通状况的改善起到了重要的作用。VICS在日本迅速发展起来，与GPS车载导航机形成一体化，成为ITS建设中必不可少的设施。目前在日本有2/3的国土发展了VICS，GPS车载导航机的装车率达到汽车拥有总量的40％。迄今为止，仅车载导航设备销售量就超过千万套。VICS的发展对日本的交通环境产生了很好的社会效果，同时也带来了巨大的经济效益(出自http：//www.vics.or.jp/)。

VICS成功的一个重要的原因，就是它具有调频广播网信息发布功能的支持，从而将智能交通概念中的一个重要的部分——运动的车辆和交通信息平台紧密地联系在一起，成为日本的ITS领域内的一个最重要的“亮点”之一。

日本VICS系统交通信息发布平台是由信息来源、信息处理和发送部分组成。其发送部分是通过调频数据发射台、设置于公路边的无线发射塔(Beacon)和红外发射塔构成。它是一个专网，需要建设一庞大的网络，投资巨大，且不能保证无缝隙覆盖。根据上述系统的不足，结合我国的实际情况及目前可实现的技术手段，我们提出此发明。

三、发明内容

本发明的目的在于充分利用现有的调频台的频率资源及其覆盖区域。在调频广播无法覆盖的区域，则利用公用移动网实现对导航机的数据通信，完成信息发布功能。同时还通过因特网实现各城市间的联网和信息共享。本发明避免了建立专网所需的巨大投入，充分利用现有调频广播网的频率资源以及公用通信网所能提供的服务功能，也克服了覆盖范围有限的缺点。

本调频数据广播系统包括调频数据广播信息发布平台和导航机调频数据接收模块。其中，导航机调频数据接收模块(2)可以是一与车载导航机集成为一整体的、也可以是导航机连接的独立设备，具有调频数据接收功能的通信接口模块，它的功能是为车辆导航机提供高速的实时数据，该模块完成调频副载波数据信号的接收，包括FM电台频点扫描及锁定、解调和接收，提供给导航机主CPU作进一步的信息处理及显示输出。

调频数据广播信息发布平台的基本功能是实现信息的收集、存储、编辑，并通过调频台提供的副载波频道完成复用、调制及发送，具体组成是数据收集设备通过LAN、WAN或专线方式与交通信息发布中心或其它信息源相连以完成所需信息的接收、预处理并通过LAN提供给信息处理设备；信息处理设备完成信息的整理、存储、编辑等处理工作，对所发布的信息进行控制和管理，将待发送的数据，一是经数据网或专线远程传输通道送至电台的数据接收设备，然后通过网线送至副载波调制及复用设备，对该基带数据进行副载波调制后与主载波信号复用，再送到调频发射台发送，调频发射台实现调频数据信号发送功能；二是经公用移动通信网以短信或分组数据传输方式发送给用户；三是通过因特网与其它城市联网实现信息共享。

调频数据广播方式用于对城市区域的覆盖，城市间调频广播网未能覆盖的区域将通过公用移动通信网完成对入网用户的信息发布，以此实现对移动车辆的无缝隙的覆盖并提供交通等信息的服务。

本系统技术体制选用已被推荐为国际标准的DARC(Data Radio Channel)制式。调频数据通过调频立体声广播中的副载波76kHz的副载波频段发送，将可以为导航机或其它应用提供16kbps的数据速率，可实现交通信息发布所需的数据、文本和图象的传输功能。

四、附图说明

附图1为调频数据广播系统总体框图。

图中标号名称：1-调频数据广播信息发布平台、2-导航机调频数据接收模块。

附图2为调频数据广播信息发布平台原理框图。

图中标号名称：3-交通信息发布中心、4-其它信息源、5-数据收集设备、6-信息处理设备、7-数据接收设备、8-副载波调制及复用设备、9-调频发射台、10-公用移动通信网、11-因特网。