專利名稱：數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣播電視無(wú)線覆蓋信號(hào)質(zhì)量預(yù)測(cè)技術(shù)，特別涉及一種數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)
覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法。
背景技術(shù)：
地面廣播電視信號(hào)質(zhì)量的測(cè)算涉及到電波傳播、數(shù)學(xué)模型、概率統(tǒng)計(jì)、電視原理等 多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，是在對(duì)廣播電視發(fā)射臺(tái)站信號(hào)能量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)，利用 概率原理統(tǒng)計(jì)，最后再根據(jù)廣播電視的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合的分析的一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。數(shù)字電 視單頻網(wǎng)是地面數(shù)字電視的一種，由于它具有頻譜利用率高、信號(hào)覆蓋均勻、適于移動(dòng)接收 等特點(diǎn)，被各個(gè)國(guó)家和地區(qū)廣泛的應(yīng)用。數(shù)字電視單頻網(wǎng)信號(hào)的預(yù)測(cè)方法與以往模擬電視 信號(hào)的預(yù)測(cè)方法即相似又有不同，必須結(jié)合數(shù)字電視單頻網(wǎng)的特點(diǎn)，選擇合適的預(yù)測(cè)模型、 統(tǒng)計(jì)方法、接收標(biāo)準(zhǔn)才能使預(yù)測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確。 目前我國(guó)還沒(méi)有專業(yè)的、商用的地面廣播電視信號(hào)質(zhì)量預(yù)測(cè)系統(tǒng)。廣電相關(guān)管理 部門(mén)在進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量測(cè)算是大的使用國(guó)外的通用系統(tǒng)，如德國(guó)LS公司CHIRpluS_bc和法 國(guó)ADTI公司的ics。這類系統(tǒng)支持國(guó)際電信聯(lián)盟已采納的三種地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)(DVB-T、 ATSC以及ISDB-T)，支持ITU-R P. 370、 ITU-RP. 1546、 ITU-R P. 526等模型，支持功率和法、 簡(jiǎn)化相乘法、K因子法等合成方法，接口固定、價(jià)格昂貴，使用有許多不便之處。而且國(guó)外預(yù) 測(cè)系統(tǒng)沒(méi)有完全考慮到數(shù)字電視單頻網(wǎng)信號(hào)的特點(diǎn)，這就在一定程度上影響了單頻網(wǎng)信號(hào) 預(yù)測(cè)的正確性和準(zhǔn)確率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法。 本發(fā)明的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，包括下列步驟 步驟A :地理信息處理模塊根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊所發(fā)消息中包含的計(jì)算范圍及
計(jì)算精度信息在計(jì)算范圍的地理區(qū)域內(nèi)生成柵格網(wǎng)圖層，并從地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取柵格
網(wǎng)中每個(gè)柵格中心點(diǎn)的地理信息給場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊； 步驟B :場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊獲取需要計(jì)算的單頻網(wǎng)各臺(tái)站信息數(shù)據(jù)及每個(gè)柵格中 心點(diǎn)的地理信息后，計(jì)算單頻網(wǎng)臺(tái)站到每個(gè)柵格的場(chǎng)強(qiáng)值，將計(jì)算的場(chǎng)強(qiáng)值結(jié)果發(fā)送給信 號(hào)合成分析模塊； 步驟C:信號(hào)合成分析模塊對(duì)每個(gè)柵格點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行抽樣仿真，對(duì)每個(gè)柵格點(diǎn) 的各場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行合成分析，得到該柵格點(diǎn)的覆蓋概率，并將柵格點(diǎn)的覆蓋概率發(fā)送給地理 信息處理模塊； 步驟D :地理信息處理模塊根據(jù)各柵格點(diǎn)的覆蓋率值進(jìn)行柵格點(diǎn)顏色值計(jì)算，并 對(duì)柵格網(wǎng)中各柵格點(diǎn)進(jìn)行著色，著色后覆蓋在電子地圖上輸出顯示。 其中，在所述步驟B中，可運(yùn)用ITU-R P. 370、ITU-R P. 1546、 ITU-R P. 526、 Okumura-Hata電波傳播模型計(jì)算單頻網(wǎng)臺(tái)站到每個(gè)柵格的場(chǎng)強(qiáng)值。
其中，在所述步驟c中，運(yùn)用蒙特卡洛算法對(duì)每個(gè)柵格點(diǎn)內(nèi)的各場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行合成分析。 其中，在所述步驟A中，運(yùn)用GIS技術(shù)對(duì)地理信息處理模塊進(jìn)行處理。
其中，在所述步驟D中，運(yùn)用逐個(gè)柵格著色，顯示單頻網(wǎng)覆蓋效果。
另外，還可以包括下列步驟 預(yù)先收集單頻網(wǎng)臺(tái)站的相關(guān)信息，并將相關(guān)信息進(jìn)行分類處理，臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ) 分類處理后的數(shù)據(jù)。 其中，在所述步驟D中，在著色后輸出柵格網(wǎng)圖層后，進(jìn)一步包括下列步驟將輸 出結(jié)果覆蓋在電子地圖上，在終端中進(jìn)行顯示。 本發(fā)明的有益效果是與地理信息技術(shù)相結(jié)合，依照本發(fā)明的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆 蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，能夠提高單頻網(wǎng)信號(hào)預(yù)測(cè)的正確性和準(zhǔn)確率，并能夠在電子地圖上 用柵格網(wǎng)圖層著色的方式顯示出分析測(cè)算結(jié)果。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法的流程圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊工作流程圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)合成分析模塊工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參考附圖1 4詳細(xì)描述本發(fā)明的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估系統(tǒng)，包括單頻 網(wǎng)無(wú)線臺(tái)站1、數(shù)據(jù)處理模塊2、臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)3、場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊4、信號(hào)合成分析模塊5、地 理信息處理模塊6、地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)7和終端8。 數(shù)據(jù)處理模塊2，用于收集單頻網(wǎng)臺(tái)站1的相關(guān)信息，包括經(jīng)緯度、發(fā)射功率、天線 增益、組網(wǎng)模式、信號(hào)調(diào)制方式等，并將相關(guān)信息進(jìn)行分類處理。 臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)3，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)處理模塊2分類處理后的數(shù)據(jù)。在進(jìn)行單頻網(wǎng)信號(hào)質(zhì) 量評(píng)估時(shí)，可由評(píng)估人員將單頻網(wǎng)臺(tái)站1的相關(guān)信息包括經(jīng)緯度、發(fā)射功率、天線增益、組 網(wǎng)模式、信號(hào)調(diào)制方式等信息收集到數(shù)據(jù)處理模塊2中，由數(shù)據(jù)處理模塊2將信息進(jìn)行分類 整理后，存儲(chǔ)到臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)3中。 地理信息處理模塊6，用于根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊4所發(fā)消息中包含的計(jì)算范圍
及計(jì)算精度等信息在計(jì)算范圍的地理區(qū)域內(nèi)生成柵格網(wǎng)圖層，并從地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)7中調(diào) 取柵格網(wǎng)中每個(gè)柵格中心點(diǎn)的高度、經(jīng)緯度、地物等地理信息給場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊4，最終 將按照信號(hào)合成分析模塊5計(jì)算的覆蓋率值計(jì)算各柵格中的顏色值，并逐個(gè)柵格進(jìn)行著 色，輸出柵格網(wǎng)圖層，并將輸出結(jié)果在終端8中進(jìn)行顯示。 場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊4，用于從臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)3中獲取需要計(jì)算的單頻網(wǎng)各臺(tái)站信息 數(shù)據(jù)，并向地理信息處理模塊6發(fā)出設(shè)置計(jì)算范圍及計(jì)算精度的消息，并獲取地理信息數(shù) 據(jù)；結(jié)合臺(tái)站數(shù)據(jù)計(jì)算單頻網(wǎng)各臺(tái)站到每個(gè)柵格的場(chǎng)強(qiáng)值，將計(jì)算的場(chǎng)強(qiáng)值結(jié)果發(fā)送給信 號(hào)合成分析模塊5。
4
信號(hào)合成分析模塊5，運(yùn)用蒙特卡羅算法根據(jù)系統(tǒng)計(jì)算精度的要求，對(duì)每個(gè)柵格點(diǎn) 的場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行抽樣仿真，對(duì)每個(gè)柵格點(diǎn)的各場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行合成分析，最終得到該柵格點(diǎn)的覆 蓋概率，最后將柵格點(diǎn)的覆蓋概率發(fā)送給地理信息處理模塊6進(jìn)行柵格點(diǎn)顏色值計(jì)算。
本發(fā)明運(yùn)用蒙特卡羅算法進(jìn)行信號(hào)合成分析，充分考慮了電波傳播預(yù)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)隨地 點(diǎn)變化成正態(tài)分布的統(tǒng)計(jì)特性及單頻網(wǎng)覆蓋信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)增益特點(diǎn)，能夠直接推算出信號(hào)覆 蓋的地點(diǎn)概率，直觀、準(zhǔn)確。 另夕卜，本實(shí)施例在可運(yùn)用的ITU-R P. 370、 ITU-R P. 1546、 ITU-R P. 526、 Okumura-Hata等電波傳播預(yù)測(cè)模型中選用了 Okmura-Hata模型。目前數(shù)字電視單頻網(wǎng)的運(yùn) 用和實(shí)施尚處在不斷的研究和試運(yùn)行階段，還沒(méi)有在全國(guó)廣泛開(kāi)展，只集中在我國(guó)的省會(huì) 城市及部分經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、人口密集的地級(jí)城市，本實(shí)施例選用的Okmura-Hata模型充分考 慮了城市建筑覆蓋物、接收區(qū)域?qū)﹄姴▊鞑サ挠绊?，適合城市及人口密集地區(qū)場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)。
另外，本發(fā)明中運(yùn)用了地理信息技術(shù)在地理信息處理基礎(chǔ)平臺(tái)上進(jìn)行運(yùn)算和分 析。本發(fā)明中地理信息模塊6采用的是MAPGIS基礎(chǔ)地理平臺(tái)進(jìn)行地圖等地理信息數(shù)據(jù)的 存儲(chǔ)、顯示、獲取和分析，并在終端進(jìn)行分析結(jié)果的顯示。采用地理信息技術(shù)能夠更精確的 分析與單頻網(wǎng)相關(guān)地理數(shù)據(jù)，進(jìn)行準(zhǔn)確的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算，并且采用地理地圖和柵格圖層的顯示 方式能夠能清晰查看分析結(jié)果。 另外，本發(fā)明通過(guò)在電子地圖上新生成的柵格網(wǎng)圖層著色進(jìn)行顯示數(shù)字單頻網(wǎng)信 號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算結(jié)果。利用生成柵格網(wǎng)圖層進(jìn)行著色的方法，用戶可以自定義柵格網(wǎng)的大 小、密度，不僅靈活、實(shí)用；而且柵格著色方法簡(jiǎn)單、快速，解決了使用矢量圖層無(wú)法進(jìn)行大 密度計(jì)算并著色輸出的問(wèn)題。 參考附圖1和2，本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法的流程 圖，該方法包括下列步驟 步驟100 :啟動(dòng)系統(tǒng)，加載單頻網(wǎng)信息、臺(tái)站信息及相關(guān)城市地圖數(shù)據(jù)，地圖數(shù)據(jù) 包括矢量地圖、柵格地圖、影像地圖和地物地圖等。采用地理信息技術(shù)，能夠在地圖上直觀 顯示單頻網(wǎng)中臺(tái)站位置等信息。
步驟101 :用戶選擇一個(gè)需要計(jì)算的單頻網(wǎng)。
步驟102 :根據(jù)所選擇的單頻網(wǎng)在臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)3中計(jì)算篩選與該單頻網(wǎng)臺(tái)站可能
存在同、鄰頻干擾的相關(guān)臺(tái)站，并顯示在電子地圖上。
其中，在步驟102中，相關(guān)臺(tái)站的篩選條件有兩個(gè) (1)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的干擾半徑默認(rèn)值，選擇與該單頻網(wǎng)中心點(diǎn)的距離小于干擾半
徑的臺(tái)站。單頻網(wǎng)中心點(diǎn)是指該單頻網(wǎng)所有臺(tái)站組成的多邊形的幾何中心點(diǎn)。 (2)選擇頻率與該單頻網(wǎng)臺(tái)站頻率相同或相差+/-8MHZ的臺(tái)站。 步驟103 :用戶設(shè)置生成柵格網(wǎng)圖層的相關(guān)參數(shù)，包括設(shè)置生成柵格網(wǎng)圖層的范
圍及每個(gè)柵格的大小。 步驟104 :通過(guò)地理信息處理模塊6從地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)7獲取地理信息數(shù)據(jù)，包括 地圖范圍、所篩選的單頻網(wǎng)臺(tái)站和相關(guān)臺(tái)站地理位置，并從臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)3獲取單頻網(wǎng)臺(tái)站 及相關(guān)臺(tái)站信息。 步驟105 :通過(guò)地理信息處理模塊6按照柵格地理底圖坐標(biāo)范圍計(jì)算出網(wǎng)格數(shù)量， 并生成柵格網(wǎng)格圖層。生成的柵格網(wǎng)圖層由很多柵格組成。
數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算結(jié)果是通過(guò)在電子地圖上新生成的柵格網(wǎng)圖層著 色進(jìn)行顯示的。利用生成柵格網(wǎng)圖層進(jìn)行著色的方法，用戶可以自定義柵格網(wǎng)的大小、密 度，不僅靈活、實(shí)用；而且柵格著色方法簡(jiǎn)單、快速，解決了使用矢量圖層無(wú)法進(jìn)行大密度計(jì) 算并著色輸出的問(wèn)題。 步驟106 :根據(jù)生成柵格的數(shù)量進(jìn)行循環(huán)，判斷是否還有未計(jì)算的柵格，如果是， 則執(zhí)行步驟107，通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊4計(jì)算各臺(tái)站到某個(gè)柵格場(chǎng)強(qiáng)值；否則，執(zhí)行步驟 lll，結(jié)束計(jì)算。 步驟108 :通過(guò)信號(hào)合成分析模塊5對(duì)該柵格中各信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行合成分析，得出 該柵格中單頻網(wǎng)信號(hào)的覆蓋概率值。 本發(fā)明運(yùn)用蒙特卡羅算法進(jìn)行信號(hào)合成分析，充分考慮了電波傳播預(yù)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)隨地 點(diǎn)變化成正態(tài)分布的統(tǒng)計(jì)特性及單頻網(wǎng)覆蓋信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)增益特點(diǎn)，能夠直接推算出信號(hào)覆 蓋的地點(diǎn)概率，直觀、準(zhǔn)確。 步驟109 :將步驟108計(jì)算的覆蓋概率值與系統(tǒng)定義的顏色對(duì)照范圍相比較，按照 覆蓋率值比對(duì)出該柵格的顏色值。
步驟110 :利用地理信息處理模塊6將該柵格進(jìn)行著色，并顯示輸出。 如圖2所示，詳細(xì)說(shuō)明了步驟107的工作流程。執(zhí)行步驟106后，如果是，則執(zhí)行
步驟201。 步驟201 :由用戶設(shè)定計(jì)算模型，本實(shí)施例在可運(yùn)用的ITU-R P. 370、 ITU-RP. 1546、 ITU-R P. 526、 Okumura-Hata等電波傳播預(yù)測(cè)模型中選用了 Okmura-Hata模 型。該模型充分考慮了城市建筑覆蓋物、接收區(qū)域?qū)﹄姴▊鞑サ挠绊懀m合城市及人口密集 地區(qū)場(chǎng)強(qiáng)預(yù)測(cè)。 步驟202是判斷是否還有未計(jì)算的單頻網(wǎng)臺(tái)站及相關(guān)臺(tái)站，如果是，則執(zhí)行步驟 203，計(jì)算某個(gè)臺(tái)站到該柵格場(chǎng)強(qiáng)；否則，執(zhí)行步驟205，輸出場(chǎng)強(qiáng)值。
其中，步驟203運(yùn)用的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式如下 [OOM] (1)衰減計(jì)算 Lf = 69. 55+26. 16*lg f_13. 82*lg Hb+(44. 9-6. 55*log Hm)*lg d_a (Hm)+Az (f) 其中 Lf為準(zhǔn)平坦地形市區(qū)的地形地貌條件下的傳播損耗，單位為dB ;
f為發(fā)射頻率(freq)，單位為MHz ; d為預(yù)測(cè)距離(path—length)，單位為Km，可根據(jù)發(fā)射點(diǎn)經(jīng)緯度和接收點(diǎn)經(jīng)緯度計(jì) 算求得； Hb為發(fā)射天線有效高度，單位為m，約等于臺(tái)站海拔(altitude)加天線高度 (ante皿a—h)之禾口 ； Hm為接收天線高度(mobile_antenna_h)，單位為m ;
a(Hm)是與接收天線高度有關(guān)的修正因子，單位為dB ;
Az (f)地面覆蓋物衰減，單位為dB。
(2) a (Hm) If接收點(diǎn)地域信息為小城市 a(hm) = [1. l*lg f_0. 7]*hm_[l. 56*lg f_0. 8]
If接收點(diǎn)地域信息為大城市 f《200MHz a(hm) = 8. 29*[lg(l. 54*hm)]2_l. 1 f > 200MHz a(hm) = 3. 2*[lg(ll. 75*hm)]2_4. 97 其中Hm表示接收天線高度，單位m。 (3)Az(f) If接收點(diǎn)覆蓋信息為城市地區(qū) Az(f) = 0 If接收點(diǎn)覆蓋信息為郊外偏遠(yuǎn)地區(qū) Az (f) = -2. 0*lg (f/28) 2_5. 4 If接收點(diǎn)覆蓋信息為郊區(qū)或開(kāi)闊地 Az(f) = -4. 78*lg(f)2+18. 33*lg f_35. 94 If接收點(diǎn)覆蓋信息為農(nóng)村地區(qū) Az(f) = -4. 78*lg(f)2+18. 33*lg f_40. 944 其中f表示預(yù)測(cè)頻率，單位MHz。 場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算Pr = P-Lf 其中Pr為預(yù)測(cè)的接收?qǐng)鰪?qiáng)，單位dBw ;Lf為傳輸損耗，單位dB ;P為有效發(fā)射功 率，單位dB。由發(fā)射機(jī)功率Power (kW)、發(fā)射機(jī)增益Gs(dB)、饋線損耗L(dB)、接收天線增益 Gr(dB)得出: ^ = 101g(~j~) + 60 + Gs —丄一Gr (5)單位換算。 E = Pr+201og f+77. 2 E為預(yù)測(cè)的接收?qǐng)鰪?qiáng)，單位dBuV/m。 步驟204 :保存場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算結(jié)果。 步驟205 :將場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算結(jié)果及臺(tái)站參數(shù)、柵格地理信息輸出給信號(hào)合成模塊5。
如圖4所示，詳細(xì)說(shuō)明了步驟108的工作流程。執(zhí)行步驟107后，具體執(zhí)行下列步 驟 步驟301 :設(shè)置合成參數(shù)，包括對(duì)抽樣仿真精度、保護(hù)間隔、最低可用場(chǎng)強(qiáng)、單頻網(wǎng) 的接收模式進(jìn)行設(shè)置。單頻網(wǎng)的接收模式包括"最優(yōu)模式"和"最先模式"，"最優(yōu)模式"是 指在接收多個(gè)單頻網(wǎng)信號(hào)時(shí)，對(duì)于大于接收門(mén)限的信號(hào)以最優(yōu)(即場(chǎng)強(qiáng)最大)的信號(hào)為參 考信號(hào)；"最先模式"是指在接收多個(gè)單頻網(wǎng)信號(hào)時(shí)，對(duì)于大于接收門(mén)限的信號(hào)以最先達(dá)到 (即延時(shí)最小)的信號(hào)為參考信號(hào)。 在所設(shè)定的預(yù)測(cè)范圍內(nèi)的任何一點(diǎn)都有可能收到來(lái)自單頻網(wǎng)臺(tái)站及相關(guān)臺(tái)站的 信號(hào)，必須對(duì)所收到的信號(hào)的性質(zhì)進(jìn)行判斷。 步驟302 :判斷從步驟107獲取的場(chǎng)強(qiáng)的性質(zhì)，即為有用信號(hào)或有害信號(hào)。首先定
義來(lái)自相關(guān)臺(tái)站的信號(hào)為有害信號(hào)，來(lái)自單頻網(wǎng)臺(tái)站信號(hào)性質(zhì)的判斷方法如下 假設(shè)t二d/v 其中t為單頻網(wǎng)臺(tái)站信號(hào)到達(dá)該點(diǎn)的時(shí)間，單位為秒；
d為單頻網(wǎng)臺(tái)站信號(hào)到達(dá)該點(diǎn)的距離，單位為千米；
v為光速，v = 3*105千米/秒。 若在步驟301中，單頻網(wǎng)接收模式為"最優(yōu)模式"，以單頻網(wǎng)臺(tái)站信號(hào)中場(chǎng) 強(qiáng)值最大的信號(hào)為基準(zhǔn)，計(jì)算其到達(dá)時(shí)間t^t，如果其他單頻網(wǎng)臺(tái)站信號(hào)的到達(dá)時(shí)間 ttest_A《t《tbest+A ，則該場(chǎng)強(qiáng)為有用場(chǎng)強(qiáng)，否則為有害場(chǎng)強(qiáng)。 若在步驟301中，在單頻網(wǎng)接收模式為"最先模式"，以單頻網(wǎng)臺(tái)站信號(hào)中場(chǎng) 最先到達(dá)的信號(hào)為基準(zhǔn)，計(jì)算其到達(dá)時(shí)間tf^t，如果其他單頻網(wǎng)臺(tái)站信號(hào)的到達(dá)時(shí)間 tfiret《t《tfiret+A ，則該場(chǎng)強(qiáng)為有用場(chǎng)強(qiáng)，否則為有害場(chǎng)強(qiáng)。
A為單頻網(wǎng)保護(hù)間隔，在步驟301中設(shè)置。 步驟303 :根據(jù)步驟301中設(shè)置的抽樣仿真的精度和臺(tái)站的數(shù)量生成n組包含m個(gè) 數(shù)值的隨機(jī)數(shù)(m =抽樣精度，n =臺(tái)站數(shù)量)，其中用信號(hào)隨機(jī)數(shù)分別保存至aFi，[m]中， 有害信號(hào)隨機(jī)數(shù)分別保存至bFiint[m]中(a+b = n)。隨機(jī)數(shù)的生成方法如下
信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的dB值隨地點(diǎn)概率變化是符合正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù)，正態(tài)分布隨機(jī)變量 的概率密度函數(shù)為
<formula>formula see original document page 8</formula>
V2;rcr 〔 2crj ， (_oo<x<+co)
其中ii為期望值，它的取值為107步驟獲取的場(chǎng)強(qiáng)值；02為方差，它的取值為 5.5(此為經(jīng)驗(yàn)值)。符合該密度函數(shù)的隨機(jī)變量n = l 。+P。
其中《為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(O， 1)隨機(jī)數(shù)。 <formula>formula see original document page 8</formula> 其中fi為[O，l]區(qū)間均勻分布的隨機(jī)數(shù)。該公式產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)的范圍是(-①， + )，但正態(tài)分布的30原則告訴我們正態(tài)隨機(jī)變量99.7%的取值都在區(qū)間(ii-3Q， P+3cO內(nèi)，只有0.003的可能性會(huì)發(fā)生意外，所以根據(jù)3 0及提高計(jì)算機(jī)隨機(jī)數(shù)的生成效 率，我們將正態(tài)變量的取值空間擴(kuò)大到(P _6 o ， ii +6 o )，即令n = 12，這樣就將出錯(cuò)率就 降到了 10一8。 本系統(tǒng)采用了 c++/c標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中定義的隨機(jī)數(shù)生成函數(shù)
Int rand(void):每次調(diào)用返回0， RAND_MAX之間的整數(shù)；
Void srand(unsigned seed):設(shè)置隨機(jī)數(shù)禾中子。 該算法使用線性同余算法，是質(zhì)量和周期比較好的一種隨機(jī)數(shù)生成算法。在vc實(shí) 現(xiàn)的該算法中線性迭代公式為
ai+1 = a一0x343FD+0x269EC3
out = (ai+1 >> 0x10) &0x7fff 該隨機(jī)數(shù)周期經(jīng)實(shí)驗(yàn)約21*108和抽樣精度相比較可以達(dá)到要求。根據(jù)時(shí)鐘每次 產(chǎn)生不同的種子可生成所需隨機(jī)序列。 步驟304 :根據(jù)抽樣精度判斷是否還有未完成合成的抽樣點(diǎn)，如果是，則執(zhí)行步驟 305，信號(hào)合成；否則，執(zhí)行步驟306，統(tǒng)計(jì)覆蓋概率。 步驟305 :根據(jù)步驟302判斷的信號(hào)性質(zhì)將步驟303生成的n個(gè)隨機(jī)數(shù)組分別進(jìn) 行合成，合成方法如下 (1)進(jìn)行單位轉(zhuǎn)換。將a組有用信號(hào)的每一個(gè)隨機(jī)數(shù)aF，[m]和b組有害信號(hào)的每一個(gè)隨機(jī)數(shù)bFiint [m]變換為功率形式P (有用)和P (有害)；公式如下
jPuse[i] = l0F[i]/10kpint[i] = io(F[i]+Pr?！猂ati。ns)/10 其中，Pro—Rations為有害場(chǎng)對(duì)有用場(chǎng)的保護(hù)率，在步驟301中設(shè)置。 (2)將a組有用信號(hào)的功率pus6[i]進(jìn)行求和，即將a組有用信號(hào)數(shù)組中的每個(gè)值
進(jìn)行求和，形成一個(gè)數(shù)組 r[^尤ir[。 (3)將b組有害信號(hào)的功率pint[i]進(jìn)行求和，再加上最低可用場(chǎng)強(qiáng)(單位dB)，形 成一個(gè)數(shù)組
6 threshold "t [/] = ￡ p;nt [/] +1 o lQ 其中，threshold為最低可用場(chǎng)強(qiáng)，在步驟301中設(shè)置。
(4)覆蓋效果分析，要到的良好的預(yù)收效果需要滿足P咖[i] > Pint[i]。
(5)統(tǒng)計(jì)概率值，統(tǒng)計(jì)出符合上述條件的隨即數(shù)在隨機(jī)數(shù)組總數(shù)中所占的比例即
得到了這一柵格的單頻網(wǎng)覆蓋地點(diǎn)概率。 步驟307 :輸出覆蓋概率值給步驟109。 綜上所述，依照本發(fā)明的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，運(yùn)用蒙特卡羅 算法充分考慮了電波傳播預(yù)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)隨地點(diǎn)變化成正態(tài)分布的統(tǒng)計(jì)特性及單頻網(wǎng)覆蓋信號(hào) 的網(wǎng)絡(luò)增益特點(diǎn)對(duì)單頻網(wǎng)信號(hào)進(jìn)行合成。這種方法是除了確定性的方法(數(shù)值積分)夕卜， 可獲得的評(píng)估覆蓋率最精確的方法。該方法能夠直接推算出信號(hào)覆蓋的地點(diǎn)概率，直觀、準(zhǔn) 確。運(yùn)用GIS技術(shù)對(duì)地理信息進(jìn)行處理可對(duì)覆蓋及干擾效果進(jìn)行直觀的顯示，在場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算 中充分利用了地形、覆蓋物等信息，使計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。運(yùn)用柵格網(wǎng)圖層著色的方法進(jìn)行 覆蓋效果的顯示，克服了矢量圖層占用內(nèi)存大、顯示速度慢、矢量塊大等缺點(diǎn)，有效提高了 顯示速度及顯示效果。 以上是為了使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解本發(fā)明，而對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的詳細(xì)描述， 但可以想到，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋的范圍內(nèi)還可以做出其它的變化和修改， 這些變化和修改均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，其特征在于，包括下列步驟步驟A地理信息處理模塊根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊所發(fā)消息中包含的計(jì)算范圍及計(jì)算精度信息在計(jì)算范圍的地理區(qū)域內(nèi)生成柵格網(wǎng)圖層，并從地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取柵格網(wǎng)中每個(gè)柵格中心點(diǎn)的地理信息給場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊；步驟B場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊獲取需要計(jì)算的單頻網(wǎng)各臺(tái)站信息數(shù)據(jù)及每個(gè)柵格中心點(diǎn)的地理信息后，計(jì)算單頻網(wǎng)臺(tái)站到每個(gè)柵格的場(chǎng)強(qiáng)值，將計(jì)算的場(chǎng)強(qiáng)值結(jié)果發(fā)送給信號(hào)合成分析模塊；步驟C信號(hào)合成分析模塊對(duì)每個(gè)柵格點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行抽樣仿真，對(duì)每個(gè)柵格點(diǎn)的各場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行合成分析，得到該柵格點(diǎn)的覆蓋概率，并將柵格點(diǎn)的覆蓋概率發(fā)送給地理信息處理模塊；步驟D地理信息處理模塊根據(jù)各柵格點(diǎn)的覆蓋率值進(jìn)行柵格點(diǎn)顏色值計(jì)算，并對(duì)柵格網(wǎng)中各柵格點(diǎn)進(jìn)行著色，著色后覆蓋在電子地圖上輸出顯示。
2. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，其特征在于，在所述步驟B中，運(yùn)用ITU-R P. 370、ITU-R P. 1546、ITU_R P. 526、 Okumura-Hata電波傳播模型計(jì)算單頻網(wǎng)臺(tái)站到每個(gè)柵格的場(chǎng)強(qiáng)值。
3. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，其特征在于，在所述步驟C中，運(yùn)用蒙特卡洛算法對(duì)每個(gè)柵格點(diǎn)內(nèi)的各場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行合成分析。
4. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，其特征在于，在所述步驟A中，運(yùn)用GIS技術(shù)對(duì)地理信息處理模塊進(jìn)行處理。
5. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，其特征在于，在所述步驟D中，運(yùn)用逐個(gè)柵格著色，顯示單頻網(wǎng)覆蓋效果。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，其特征在于，還可以包括下列步驟預(yù)先收集單頻網(wǎng)臺(tái)站的相關(guān)信息，并將相關(guān)信息進(jìn)行分類處理，臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)分類處理后的數(shù)據(jù)。
7. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，其特征在于，在所述步驟D中，在著色后輸出柵格網(wǎng)圖層后，進(jìn)一步包括下列步驟將輸出結(jié)果覆蓋在電子地圖上，在終端中進(jìn)行顯示。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)字單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋質(zhì)量測(cè)算評(píng)估方法，該方法包括步驟A根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)算分析模塊所發(fā)消息中包含的計(jì)算范圍及計(jì)算精度信息在計(jì)算范圍的地理區(qū)域內(nèi)生成柵格網(wǎng)圖層，并從地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取柵格網(wǎng)中每個(gè)柵格中心點(diǎn)的地理信息；步驟B獲取需要計(jì)算的單頻網(wǎng)各臺(tái)站信息數(shù)據(jù)及每個(gè)柵格中心點(diǎn)的地理信息后，計(jì)算單頻網(wǎng)臺(tái)站到每個(gè)柵格的場(chǎng)強(qiáng)值；步驟C對(duì)每個(gè)柵格點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行抽樣仿真，對(duì)每個(gè)柵格點(diǎn)的各場(chǎng)強(qiáng)值進(jìn)行合成分析，得到該柵格點(diǎn)的覆蓋概率；步驟D根據(jù)各柵格點(diǎn)的覆蓋率值進(jìn)行柵格點(diǎn)顏色值計(jì)算，并對(duì)柵格網(wǎng)中各柵格點(diǎn)進(jìn)行著色，著色后覆蓋在電子地圖上輸出顯示。本發(fā)明能夠提高單頻網(wǎng)信號(hào)預(yù)測(cè)的正確性和準(zhǔn)確率。
文檔編號(hào)H04B17/00GK101795162SQ20101003442
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者任儀, 任寧寧, 海霞 申請(qǐng)人:國(guó)家廣播電影電視總局廣播科學(xué)研究院