專利名稱：一種地面電視頻率指配方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣播電視技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地面電視頻率指配方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著農(nóng)村廣播電視地面無線覆蓋工程建設(shè)的推進(jìn)和地面數(shù)字電視新業(yè)務(wù) 的開展與應(yīng)用，這些工程和業(yè)務(wù)對(duì)現(xiàn)有的無線電視頻率資源提出了新的需求。 如何有效利用現(xiàn)有無線電視頻率資源，進(jìn)而保障農(nóng)村廣播電視公共服務(wù)和地面 數(shù)字電視業(yè)務(wù)的健康發(fā)展，是模擬向數(shù)字過渡期間擺在我們面前的一個(gè)難題。
廣播電視接收設(shè)備通過天線獲取來自發(fā)射機(jī)的電磁信號(hào)來實(shí)現(xiàn)信息獲取。 由于電磁波的自然特性，廣播電視發(fā)射機(jī)的電磁波可能對(duì)位于附近滿足一定功 率和頻率條件的其它設(shè)備形成干擾。頻率指配的目的就是給工作在一定區(qū)域內(nèi) 的廣播電視發(fā)射機(jī)指定使用的工作頻率，使所有設(shè)備都以盡量小的概率被干 擾，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期覆蓋并降低整個(gè)覆蓋網(wǎng)的綜合干擾水平。
頻率指配問題是一個(gè)組合優(yōu)化問題。大部分頻率指配算法都可以表述為圖 的邊著色問題。從圖論算法理論上講，圖的廣義邊著色問題是非確定性完全
(NP)問題，也就是說無法在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)求得問題的最優(yōu)解。對(duì)于頻率指配 問題，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)行了深入的研究。常用的算法包括順序圖著色法(最 小-最后次序查找算法，最大度著色算法)、模擬退火算法、禁忌搜索算法、遺 傳算法等等。
歷史上，歐洲、非洲及阿拉伯國(guó)家是通過國(guó)際電聯(lián)會(huì)議規(guī)劃的形式分配有 限的頻率資源，并達(dá)成在上述地區(qū)開展地面模擬電視業(yè)務(wù)協(xié)議的，比較重要的 如斯德哥爾摩協(xié)議ST61和日內(nèi)瓦協(xié)議GE89等。這些協(xié)議在分配頻率資源時(shí)以"格網(wǎng)法"為基礎(chǔ)，把所有可用的頻道分成若干組，每組頻率間隔一定距離
后反復(fù)使用，從而保證了每個(gè)地區(qū)至少能收到3-4套地面模擬電視節(jié)目。在80 年代初，我國(guó)也應(yīng)用了 "格網(wǎng)法"原理，完成了全國(guó)地面電視頻率的規(guī)劃。
傳統(tǒng)的地面無線廣播電視覆蓋網(wǎng)規(guī)劃主要采用"格網(wǎng)法"，該方法也存在 著較大的局限性，該方法的前提是在理想平面上，所有發(fā)射機(jī)都是等功率發(fā)射， 同時(shí)不考慮發(fā)射的方向性等因素。這種方法的不足是，無法考慮地形對(duì)電波傳 播的影響、發(fā)射天線的方向性等因素，與實(shí)際情況有一定差距，需要憑經(jīng)驗(yàn)反 復(fù)調(diào)整，難于達(dá)到頻率指配的最優(yōu)狀態(tài)。
在經(jīng)歷了 "兩級(jí)辦"、"四級(jí)辦"、各種專項(xiàng)工程(如教育電視、西新工程、 非廣電設(shè)置的廣播業(yè)務(wù)、邊境地區(qū)頻率協(xié)調(diào)、農(nóng)村公共服務(wù)無線覆蓋工程等) 對(duì)頻率資源的反復(fù)挖掘和使用后，我國(guó)地面電視覆蓋網(wǎng)的頻率規(guī)劃呈現(xiàn)出復(fù)雜 的格局，"格網(wǎng)法"的使用受到了一定影響。
美國(guó)地面模擬電視采用NTSC標(biāo)準(zhǔn)，地面數(shù)字電視采用ATSC-8VSB傳輸 標(biāo)準(zhǔn)，傳輸帶寬為6MHz，電視業(yè)務(wù)集中在VHF、 UHF兩個(gè)頻段內(nèi)。
美國(guó)的模擬地面電視頻道編號(hào)從2-69 ( 54-806MHZ )，僅將2-51頻道作為 數(shù)字電視的中心頻譜進(jìn)行模擬向數(shù)字的轉(zhuǎn)換，騰空的頻道用于其他業(yè)務(wù)，如公 共安全、移動(dòng)通訊等。其模擬和數(shù)字頻道劃分如圖l所示，其中CH為頻道 的簡(jiǎn)寫，陰影部分為模擬關(guān)閉后，地面數(shù)字電視使用的頻道(即中心頻語(yǔ))。
模擬退火算法是美國(guó)地面數(shù)字電視頻率指配的主要方法，其基本原理是 在某一發(fā)射地點(diǎn)指配地面數(shù)字發(fā)射頻道時(shí)，要考察所有可能指配的候選頻道， 逐個(gè)列出每個(gè)頻道的不利影響并量化評(píng)分，根據(jù)評(píng)分大小排定候選數(shù)字頻道。
頻率指配優(yōu)先考慮模擬頻道的鄰近頻道，采取新技術(shù)減少模擬與數(shù)字電視 業(yè)務(wù)之間的鄰頻干擾，并鼓勵(lì)同臺(tái)鄰頻發(fā)射。
例如，給一個(gè)模擬臺(tái)站指配數(shù)字頻道時(shí)，先排除特定范圍內(nèi)所有已用頻道， 剩下的頻道為候選頻道，然后逐個(gè)評(píng)估每個(gè)候選頻道的自身覆蓋情況和對(duì)其他 臺(tái)站的干擾情況。此步驟將進(jìn)一步擴(kuò)展到對(duì)多個(gè)臺(tái)站電視覆蓋網(wǎng)的優(yōu)化，最后使選定的數(shù)字頻道能與模擬覆蓋保持一致，同時(shí)使整個(gè)覆蓋網(wǎng)干擾最小。
模擬退火算法的應(yīng)用降低了美國(guó)模擬向數(shù)字過渡期間的轉(zhuǎn)換成本，提高了
頻率資源的使用效率，帶來了巨大的商業(yè)效益。
美國(guó)于模擬退火算法的規(guī)劃方法雖然較好地解決了美國(guó)的地面數(shù)字電視
頻率指配，但該方法并不適合我國(guó)國(guó)情。主要表現(xiàn)在
1) 兩國(guó)的地形地貌不同，導(dǎo)致電波傳播預(yù)測(cè)模型、頻率復(fù)用距離不同；
2) 廣播電視行政管理方式不同，我國(guó)采用的"四級(jí)辦，，管理模式，具有 完全不同的覆蓋評(píng)估指標(biāo)；
3) 廣播電視技術(shù)體制不同，兩國(guó)電視制式的頻道帶寬、頻段、功率等級(jí) 和規(guī)劃參數(shù)完全不同。
因此，我國(guó)頻率規(guī)劃的優(yōu)化，其目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的選取、候選頻道的確定方 式、以及模擬退火算法不能照搬國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，必須結(jié)合我國(guó)的實(shí)際國(guó)情，提出 一種適合于我國(guó)的地面電視頻率指配優(yōu)化方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種地面電視頻率指配方法和裝置，用以解決當(dāng)前地面電視頻 率指配過程中出現(xiàn)的頻道搜索和兼容分析耗時(shí)費(fèi)力，頻率指配缺乏統(tǒng)籌，并由 此帶來頻率使用效率低、覆蓋網(wǎng)內(nèi)綜合干擾水平高的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種地面電視頻率指配方法，包括
步驟A,對(duì)指配涉及臺(tái)站進(jìn)行覆蓋計(jì)算分析，確定所述指配涉及臺(tái)站發(fā)射 地點(diǎn)及其基本參數(shù)；
步驟B，根據(jù)所述指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)，生成所述指配涉 及臺(tái)站的兼容關(guān)系矩陣；
步驟C，才艮據(jù)當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站的頻道使用矩陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和所述兼 容關(guān)系矩陣，確定候選頻道矩陣；
步驟D，根據(jù)所述候選頻道矩陣對(duì)所述當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站進(jìn)行頻率指配。進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述步驟B的具體實(shí)現(xiàn)方法為 根據(jù)所述指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)，結(jié)合所述指配涉及臺(tái)站間需要 的保護(hù)率關(guān)系，選用傳播預(yù)測(cè)模型對(duì)臺(tái)站之間的兼容關(guān)系進(jìn)行分析，生成所述 兼容關(guān)系矩陣。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述步驟C之前還包括以下步驟 根據(jù)所述頻道使用矩陣和同臺(tái)約束關(guān)系生成所述同臺(tái)頻道禁用矩陣。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述步驟C中根據(jù)以下公式確定 候選頻道矩陣
候選頻道矩陣=兼容關(guān)系矩陣x頻道使用矩陣+同臺(tái)頻道禁用矩陣。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述方法還包括
步驟E，頻率指配完成后，進(jìn)一步減少臺(tái)站之間的干擾；
步驟F，通過干擾預(yù)測(cè)及實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)所述頻率指配的結(jié)果進(jìn)行可行性評(píng)價(jià)，
如果評(píng)價(jià)合格，則直接結(jié)束；否則對(duì)臺(tái)站及功率進(jìn)行修改后，重新進(jìn)行頻率指配。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述步驟D中采用改進(jìn)型模擬退 火算法進(jìn)行頻率指配，將模擬退火算法中目標(biāo)函數(shù)增量不小于0時(shí)接受新解為 當(dāng)前解的條件更改為'min(l，exp(-AE/T))>random (O，a) +b，，其中0<a,b<l且 a+b>l。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述改進(jìn)型模擬退火算法具體包括'.
步驟D1，設(shè)置初始溫度為T,初始解狀態(tài)為S,每個(gè)T值的迭代次數(shù)為L(zhǎng);
步驟D2，產(chǎn)生新解S',計(jì)算增量A^:五(S') —五(S)，其中E(S)為目標(biāo)函數(shù)；
步驟D3，若△￡<()，則接受S'作為新的當(dāng)前解，否則才艮據(jù)'if min(l,exp(-△ E/T))>random ( O，a) +b thenS = '確定是否4妄受S'作為新的當(dāng)前解；
步驟D4，如果滿足預(yù)先設(shè)置的終止條件則輸出當(dāng)前解作為最優(yōu)解，結(jié)束 程序；步驟D5，判斷本次迭代次數(shù)是否達(dá)到L,如果是，進(jìn)行步驟D6，否則返 回步驟D2;
步驟D6，重新設(shè)置T值，T值逐漸減小且TX)，返回步驟D2重新進(jìn)行迭代。
進(jìn)--步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述a為0.6，所述b為0.5。
本發(fā)明還提供了一種地面電視頻率指配裝置，包括
分析模塊，用于對(duì)指配涉及臺(tái)站進(jìn)行覆蓋計(jì)算分析，確定所述指配涉及臺(tái) 站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)；
矩陣生成模塊，用于根據(jù)所述分析模塊確定的指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其 基本參數(shù)，生成所述指配涉及臺(tái)站的兼容關(guān)系矩陣，并根據(jù)當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站的頻 道使用矩陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和所述兼容關(guān)系矩陣，確定候選頻道矩陣；
指配模塊，用于根據(jù)所述矩陣生成模塊確定出的候選頻道矩陣對(duì)所述當(dāng)前 發(fā)射臺(tái)站進(jìn)行頻率指配。
進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述矩陣生成模塊還用于生成當(dāng) 前發(fā)射臺(tái)站的頻道使用矩陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和所述兼容關(guān)系矩陣。
釆用本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，由于候選頻道的生成方法十分快速有效， 因此，解決了以往頻率指配過程中出現(xiàn)的頻道搜索和兼容分析耗時(shí)費(fèi)力的問 題，降低了頻率指配過程中候選頻道生成的復(fù)雜度，提高了效率；
而進(jìn)一步地，本發(fā)明中可以采取基于改進(jìn)型模擬退火算法的地面電視快速 頻率指配方法，該方法對(duì)于提高頻率使用效率、降低覆蓋網(wǎng)綜合干擾水平、加 速頻率指配工作具有重要指導(dǎo)意義，同時(shí)對(duì)于我國(guó)模擬向數(shù)字電視過渡期間如 何科學(xué)、合理、快速地指配地面數(shù)字電視頻率具有重要的參考和實(shí)用價(jià)值。


圖1為美國(guó)的模擬和數(shù)字頻道劃分示意圖2為本發(fā)明提供的地面電視頻率指配方法流程圖；圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中地面電視頻率指配方法流程圖； 圖4為圖3所示實(shí)施例中改進(jìn)型模擬退火算法步驟流程圖； 圖5為圖3所示實(shí)施例中地面電視頻率指配裝置框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的地面電視頻率指配方法如圖2所示，包括以下步驟
步驟A，對(duì)指配涉及臺(tái)站進(jìn)行覆蓋計(jì)算分析，確定所述指配涉及臺(tái)站發(fā)射 地點(diǎn)及其基本參數(shù)；
步驟B，根據(jù)所述指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)，生成所述指配涉 及臺(tái)站的兼容關(guān)系矩陣；
步驟C，根據(jù)當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站的頻道使用矩陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和所述兼 容關(guān)系矩陣，確定候選頻道矩陣；
步驟D,根據(jù)所述候選頻道矩陣對(duì)所述當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站進(jìn)行頻率指配。
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地描述。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用改進(jìn)型模擬退火算法進(jìn)行地面電視頻率指 配(由于頻率指配問題是一個(gè)組合優(yōu)化問題，因此可以用不同的頻率指配方法 替代本方案提出的改進(jìn)型模擬退火方法)，其實(shí)現(xiàn)方法如圖3所示，包括以下 步驟
步驟S101，對(duì)指配涉及臺(tái)站進(jìn)行覆蓋計(jì)算分析，確定所述指配涉及臺(tái)站發(fā) 射地點(diǎn)及其基本參數(shù)(例如功率、天線增益等)； 步驟S102,生成當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站頻道使用矩陣；
步驟S103,根據(jù)頻道使用矩陣和同臺(tái)約束關(guān)系，生成相應(yīng)的同臺(tái)頻道禁用 矩陣；
步驟S104，當(dāng)臺(tái)站地點(diǎn)和功率等基本參數(shù)確定后，就可以結(jié)合臺(tái)站間需要 的同頻、鄰頻、鏡頻等保護(hù)率關(guān)系，選用合適的傳播預(yù)測(cè)模型對(duì)臺(tái)站之間的兼 容關(guān)系進(jìn)行分析，進(jìn)而形成臺(tái)站兼容關(guān)系矩陣；以下詳細(xì)描述候選頻道的快速生成
電磁兼容是頻率指配的關(guān)鍵控制因素，即覆蓋網(wǎng)內(nèi)頻道與頻道之間，必須 滿足已知的頻率間隔要求。通常可以用兼容矩陣的形式表達(dá)覆蓋網(wǎng)各臺(tái)站頻道 與頻道之間的電磁兼容關(guān)系，如果CC,為第i個(gè)臺(tái)站與第j個(gè)臺(tái)站之間所要求的
頻道間隔，對(duì)于地面電視，可以取0-2之間的整數(shù)值，分別代表以下不同的 情況
0-- 兩臺(tái)可以同頻
l一兩臺(tái)不能同頻，可以鄰頻
2--兩臺(tái)不能同、鄰、鏡頻
臺(tái)站兼容關(guān)系矩陣CC即臺(tái)站與臺(tái)站之間的頻率間隔矩陣，可以表示為:
cc
2W
廠廠rr1 rr"1
順
在頻率指配過程中，除了要考慮臺(tái)站與臺(tái)站之間的兼容關(guān)系之外，還需考 慮同臺(tái)的頻道約束。定義一個(gè)臺(tái)站頻道使用矩陣FS和頻道禁用矩陣i^來表示 這種同臺(tái)約束關(guān)系。
FS21FS22
F5^ FS們
1M
2M
其中，F(xiàn)Sii二
'1--臺(tái)站已使用頻道 0— 臺(tái)站未4吏用頻道<formula>formula see original document page 11</formula>
其中，F(xiàn)R
'1--同臺(tái)已使用和禁用頻道 0--同臺(tái)其他可選頻道
根據(jù)上述定義，臺(tái)站候選頻道矩陣可以表述為公式(1):
<formula>formula see original document page 11</formula> (1)
即候選頻道矩陣=兼容關(guān)系矩陣x頻道使用矩陣+同臺(tái)頻道禁用矩陣
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中，CR =
'非零正整數(shù)一 臺(tái)站已使用、禁用和不可用頻道
0--臺(tái)站候選頻道
可以看出，在上述步驟中，步驟S102與步驟S104沒有明確的先后關(guān)系， 且步驟S103也與步驟S104沒有明確的先后關(guān)系。
步驟S105，根據(jù)頻道使用矩陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和兼容關(guān)系矩陣，通過 相應(yīng)的公式快速生成候選頻道矩陣；
步驟S106，采用改進(jìn)型模擬退火算法完成頻率指配；
本步驟中，通過對(duì)傳統(tǒng)模擬退火算法中概率選取條件進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步提 高了算法的性能。以下詳細(xì)描述改進(jìn)型模擬退火算法
模擬退火算法最早思想由Metropolis在1953年提出，l卯3年Kirkpatrick 等成功地將退火思想引入組合優(yōu)化領(lǐng)域。模擬退火法是局部搜索算法的擴(kuò)展， 理論上來說，它是一個(gè)全局最優(yōu)算法。模擬退火算法用于優(yōu)化問題的出發(fā)點(diǎn)是基于物理中固體物質(zhì)的退火過程 與一般優(yōu)化問題的相似性。算法的基本思想是從一給定解開始的，從鄰域中隨 機(jī)產(chǎn)生另一個(gè)解，接受準(zhǔn)則允許目標(biāo)函數(shù)在有限范圍內(nèi)變壞。它由一控制參數(shù) t決定，其作用類似于物理過程中的溫度T ，對(duì)于控制參數(shù)t的每一取值，算 法持續(xù)進(jìn)行"產(chǎn)生新解-判斷-接受或舍棄"的迭代過程，對(duì)應(yīng)著固體在某一恒 定溫度下趨于熱平衡的過程。經(jīng)過大量的解變換后，可以求得給定控制參數(shù)t 值時(shí)優(yōu)化問題的相對(duì)最優(yōu)解。然后減小控制參數(shù)t的值，重復(fù)執(zhí)行上述迭代過 程。當(dāng)控制參數(shù)逐漸減小并趨于零時(shí)，系統(tǒng)亦越來越趨于平衡狀態(tài)，最后系統(tǒng) 狀態(tài)對(duì)應(yīng)于優(yōu)化問題的整體最優(yōu)解。該過程也稱冷卻過程。由于固體退火必須 緩慢降溫，才能使固體在每一溫度下都達(dá)到熱平衡，最終趨于平衡狀態(tài)，因此， 控制參數(shù)的值必須緩慢衰減，才能確保模擬退火法最終趨于優(yōu)化問題的整體最 優(yōu)解。
改進(jìn)型模擬退火算法步驟如圖4所示，包括
步驟201,進(jìn)行初始化，設(shè)置初始溫度為T，初始解狀態(tài)為S，每個(gè)T值 的迭代次數(shù)為L(zhǎng);
步驟202，產(chǎn)生新解S，，計(jì)算增量AE-五(S')-￡(5)，其中五(S)為目標(biāo)函數(shù)； 步驟203,若AE〈0,則接受S'作為新的當(dāng)前解，否則根據(jù)'ifmin(l，exp(-△ E/T))>random (O，a) +bthenS = S'，確定是否接受S'作為新的當(dāng)前解；
本步驟是改進(jìn)型模擬退火算法與傳統(tǒng)的模擬退火算法最大的區(qū)別所在。傳 統(tǒng)模擬退火算法的本步驟中，當(dāng)A^20時(shí)，以概率exp(-AE/T)接受S'作為新的 當(dāng)前解， 一般的表述方法為if exp(-AE/T)>random (0， l)thenS = S'。此方法
當(dāng)A5:0時(shí)，容易陷入局部最優(yōu)解，為了打破此時(shí)的平衡狀態(tài)，對(duì)概率選取條
件進(jìn)行改進(jìn)，即if min(l，exp(- △ E/T))>random ( O，a) +b thenS = S',其中0<a，b<l 且a+b〉l,在實(shí)際算法中可以選取a-0.6, b=0.5，從而盡量避免出現(xiàn)局部最優(yōu)解 的情況。
步驟204，如果滿足預(yù)先設(shè)置的終止條件則輸出當(dāng)前解作為最優(yōu)解，結(jié)束程序；
步驟205,判斷本次迭代次數(shù)是否達(dá)到L,如果是，進(jìn)行步驟206，否則 返回步驟202;
步驟206，重新設(shè)置T值，重新設(shè)置時(shí)T值逐漸減小且TX)，返回步驟202 重新進(jìn)行迭代。
上述改進(jìn)型模擬退火算法的具體實(shí)現(xiàn)具體可如下所述
1 )實(shí)現(xiàn)步驟
初始化溫度、
給各發(fā)射機(jī)生成初始頻率指配方案，用/。 表示
計(jì)算目標(biāo)函數(shù)￡(/。 )
主循環(huán) k=0
WHILE ,4 > ,mm DO FOR i = 1 to N DO
從/?！兜泥徲蛏尚碌闹概?_ 計(jì)算目標(biāo)函數(shù)￡(/_)
IF AE<0或random (0， 0.6) +0.5< prob=exp(-AE/々)THEN
END IF END FOR
k=k+ 1 END WHILE
2)目標(biāo)函數(shù)在頻率指配過程中，目標(biāo)函數(shù)可以從以下幾個(gè)方面考慮 違背約束數(shù)e .。； 每個(gè)所違背的數(shù)量之和e_ ;
所用的最高頻率/,^與最低頻率/■ 之差；
所使用不同頻率的數(shù)目e。^;
所用的最高頻率/,^;
約束違背的最大值/,,。。
因此，目標(biāo)函數(shù)可以用公式(2)表示
其中A(i4，2，…,6)是加權(quán)系數(shù)，可以為O,用來反映上述各因子的相對(duì) 重要程度。E可以用做頻率指配方案的基本評(píng)估網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的手段，其中前兩項(xiàng) 因子最為重要。
3)采用領(lǐng)域指配生成新指配
一種頻率指配方案/",，/2,…,^)可以利用數(shù)組[^x2,…,Xw]來表示，其中
(j=l，2,...,N)。采用領(lǐng)域指配生成新指配的具體方法如下 此時(shí)f領(lǐng)域?yàn)閿?shù)組中在某分量上不同的那些指配。因此，如果f用描述，那么/' = (//，/2', ，/()為f的領(lǐng)域。如果存在j(i《j《N),且 、uc;，則對(duì)所有i-i，2,…,N及"y,我們有x, =x;。
所有的指配方案有iv(F,^-i)個(gè)領(lǐng)域解，每個(gè)領(lǐng)域解對(duì)應(yīng)一對(duì)(j，《)，其中 i <j《n, i《x;《n(氣.";)。
步驟s107，頻率指配完成后，為避免或減少臺(tái)站之間的干擾，應(yīng)對(duì)方案中 需釆取的技術(shù)措施進(jìn)行完善，如可采取天線下傾、定向、極化方式不同、精密 偏置等技術(shù)措施減小干擾；
步驟s108，通過干擾預(yù)測(cè)及實(shí)驗(yàn)測(cè)試評(píng)價(jià)該方案的可行性，如果評(píng)價(jià)合格，
則技術(shù)方案編制完畢，否則需對(duì)臺(tái)站及功率進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模M(jìn)而改進(jìn)兼容關(guān)系矩陣，返回步驟S101重新確定頻率指配方案。
本實(shí)施例中的地面電視頻率指配裝置，如圖5所示，包括
分析模塊，用于對(duì)指配涉及臺(tái)站進(jìn)行覆蓋計(jì)算分析，確定所述指配涉及臺(tái) 站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)；
矩陣生成模塊，用于根據(jù)所述分析模塊確定的指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其 基本參數(shù)，生成所述指配涉及臺(tái)站的兼容關(guān)系矩陣，并根據(jù)當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站的頻 道使用矩陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和所述兼容關(guān)系矩陣，確定候選頻道矩陣；
指配模塊，用于根據(jù)所述矩陣生成模塊確定出的候選頻道矩陣對(duì)所述當(dāng)前 發(fā)射臺(tái)站進(jìn)行頻率指配。
在本實(shí)施例中，所述矩陣生成模塊還用于生成當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站的頻道使用矩 陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和所述兼容關(guān)系矩陣。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā) 明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種地面電視頻率指配方法，其特征在于，包括步驟A，對(duì)指配涉及臺(tái)站進(jìn)行覆蓋計(jì)算分析，確定所述指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)；步驟B，根據(jù)所述指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)，生成所述指配涉及臺(tái)站的兼容關(guān)系矩陣；步驟C，根據(jù)當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站的頻道使用矩陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和所述兼容關(guān)系矩陣，確定候選頻道矩陣；步驟D，根據(jù)所述候選頻道矩陣對(duì)所述當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站進(jìn)行頻率指配。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟B的具體實(shí)現(xiàn)方法 為根據(jù)所述指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)，結(jié)合所述指配涉及臺(tái)站間 需要的保護(hù)率關(guān)系，選用傳播預(yù)測(cè)模型對(duì)臺(tái)站之間的兼容關(guān)系進(jìn)行分析，生成 所述兼容關(guān)系矩陣。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟C之前還包括以下 步驟根據(jù)所述頻道使用矩陣和同臺(tái)約束關(guān)系生成所述同臺(tái)頻道禁用矩陣。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟C中根據(jù)以下公式 確定候選頻道矩陣候選頻道矩陣=兼容關(guān)系矩陣x頻道使用矩陣+同臺(tái)頻道禁用矩陣。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 步驟E,頻率指配完成后，進(jìn)一步減少臺(tái)站之間的干擾；步驟F，通過干擾預(yù)測(cè)及實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)所述頻率指配的結(jié)果進(jìn)行可行性評(píng)價(jià)， 如果評(píng)價(jià)合格，則直接結(jié)束；否則對(duì)臺(tái)站及功率進(jìn)行修改后，重新進(jìn)行頻率指 配。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟D中采用改進(jìn)型模 擬退火算法進(jìn)行頻率指配，將模擬退火算法中目標(biāo)函數(shù)增量不小于0時(shí)接受新 解為當(dāng)前解的條件更改為'min(l，exp(-AE/T))>random(0，a)+b，，其中0<a，b<l且a+b〉1。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述改進(jìn)型模擬退火算法具 體包括步驟Dl,設(shè)置初始溫度為T,初始解狀態(tài)為S，每個(gè)T值的迭代次數(shù)為L(zhǎng);步驟D2，產(chǎn)生新解S，，計(jì)算增量W = 其中五(S)為目標(biāo)函數(shù)；步驟D3，若A^〈0,則接受S'作為新的當(dāng)前解，否則才艮據(jù)'if min(l，exp(-△ E/T))>random (O，a) +bthenS = S'，確定是否接受S'作為新的當(dāng)前解；步驟D4,如果滿足預(yù)先設(shè)置的終止條件則輸出當(dāng)前解作為最優(yōu)解，結(jié)束 程序；步驟D5，判斷本次迭代次數(shù)是否達(dá)到L,如果是，進(jìn)行步驟D6，否則返 回步驟D2;步驟D6，重新設(shè)置T值，T值逐漸減小且TX)，返回步驟D2重新進(jìn)行迭代。
8、 如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述a為0.6,所述b為0.5。
9、 一種地面電視頻率指配裝置，其特征在于，包括分析模塊，用于對(duì)指配涉及臺(tái)站進(jìn)行覆蓋計(jì)算分析，確定所述指配涉及臺(tái) 站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)；矩陣生成模塊，用于根據(jù)所述分析模塊確定的指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其 基本參數(shù)，生成所述指配涉及臺(tái)站的兼容關(guān)系矩陣，并才艮據(jù)當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站的頻 道使用矩陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和所述兼容關(guān)系矩陣，確定候選頻道矩陣；指配模塊，用于根據(jù)所述矩陣生成模塊確定出的候選頻道矩陣對(duì)所述當(dāng)前 發(fā)射臺(tái)站進(jìn)行頻率指配。
10、 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述矩陣生成模塊還用于生 成當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站的頻道使用矩陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和所述兼容關(guān)系矩陣。
全文摘要
本發(fā)明涉及廣播電視技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地面電視頻率指配方法和裝置，用以解決當(dāng)前地面電視頻率使用效率低、覆蓋網(wǎng)內(nèi)綜合干擾水平高的問題。其中，該方法包括步驟A，對(duì)指配涉及臺(tái)站進(jìn)行覆蓋計(jì)算分析，確定所述指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)；步驟B，根據(jù)所述指配涉及臺(tái)站發(fā)射地點(diǎn)及其基本參數(shù)，生成所述指配涉及臺(tái)站的兼容關(guān)系矩陣；步驟C，根據(jù)當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站的頻道使用矩陣、同臺(tái)頻道禁用矩陣和所述兼容關(guān)系矩陣，確定候選頻道矩陣；步驟D，根據(jù)所述候選頻道矩陣對(duì)所述當(dāng)前發(fā)射臺(tái)站進(jìn)行頻率指配。采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以降低頻率指配過程中候選頻道生成的復(fù)雜度，提高頻率指配的效率。
文檔編號(hào)H04N7/00GK101567980SQ20081010500
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者史虹湘, 李文光, 李薰春, 明 楊, 峰 鄒 申請(qǐng)人:國(guó)家廣播電影電視總局廣播科學(xué)研究院