[發(fā)明專利]一種獲取與優(yōu)化DTMB單頻網(wǎng)覆蓋率的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310275201.8
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103402220B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉林;李彩偉;張展;于志堅(jiān);李辰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 祗志潔

1.一種獲取與優(yōu)化DTMB單頻網(wǎng)覆蓋率的裝置，其特征在于，包括：臺站信息處理模塊、臺站數(shù)據(jù)庫、電波傳播預(yù)算模塊、干擾分析模塊、統(tǒng)計(jì)模塊、優(yōu)化模塊、GIS模塊、地理信息數(shù)據(jù)庫和覆蓋結(jié)果數(shù)據(jù)庫；

臺站信息處理模塊，用于收集單頻網(wǎng)內(nèi)各個(gè)發(fā)射臺站的信息，發(fā)射臺站的信息包括：站址名稱、經(jīng)緯度、發(fā)射功率、天線方向圖、信號調(diào)制方式、發(fā)射頻率、發(fā)射時(shí)延、狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)編號，并將各發(fā)射臺站分類存儲(chǔ)在臺站數(shù)據(jù)庫中；地理信息數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)電子地圖，GIS模塊加載電子地圖，并根據(jù)設(shè)置的計(jì)算精度生成柵格網(wǎng)圖層，將結(jié)果存儲(chǔ)在地理信息數(shù)據(jù)庫中；

電波傳播預(yù)算模塊從臺站數(shù)據(jù)庫中獲取激活狀態(tài)的各發(fā)射臺站的信息，從GIS模塊中獲取選定區(qū)域的柵格中心點(diǎn)的地理信息，計(jì)算激活狀態(tài)的各發(fā)射臺站到選定范圍內(nèi)柵格中心點(diǎn)的鏈路損耗、接收功率、場強(qiáng)值、傳播時(shí)間以及到達(dá)時(shí)間，并將結(jié)果發(fā)送給GIS模塊、干擾分析模塊和統(tǒng)計(jì)模塊；GIS模塊根據(jù)各柵格的最大場強(qiáng)值計(jì)算柵格顏色值并逐個(gè)著色，將輸出結(jié)果覆蓋在電子地圖上；

干擾分析模塊實(shí)現(xiàn)的功能為：首先，設(shè)置參考時(shí)間t₀的選擇標(biāo)準(zhǔn)、幀頭和幀體長度、接收機(jī)本底噪聲N₀、同步門限載噪比Margn、同步門限P_syn、最小中值場強(qiáng)E_med和射頻保護(hù)率PR，選擇或設(shè)置加權(quán)函數(shù)w(Δτ_i)，選擇非欲收接收機(jī)和分析變量，分析變量為載噪干比(CNIR)值或覆蓋地點(diǎn)概率；其次，確定參考時(shí)間t₀，確定各發(fā)射機(jī)在選定范圍內(nèi)各柵格中心點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間相對于參考時(shí)間t₀的時(shí)延差，并獲得各柵格有用功率和干擾功率的加權(quán)函數(shù)w(Δτ_i)的值，Δτ_i表示第i個(gè)發(fā)射機(jī)的到達(dá)時(shí)間ToA_i與t₀的時(shí)延差；然后，設(shè)置信號電平在同步門限以上的信號被接收機(jī)同步，根據(jù)加權(quán)函數(shù)w(Δτ_i)計(jì)算各發(fā)射機(jī)在各柵格中心點(diǎn)的有用功率和干擾功率，運(yùn)用K因子對數(shù)正態(tài)法，獲取各柵格中心點(diǎn)的合成有用功率U和合成干擾功率I的dB值的均值和方差；最后，若分析變量為CNIR值，計(jì)算覆蓋場強(qiáng)大于等于最小中值場強(qiáng)的區(qū)域的CNIR值，其他區(qū)域的CNIR值用255表示，將計(jì)算的CNIR值發(fā)送給GIS模塊和統(tǒng)計(jì)模塊；若分析變量為覆蓋地點(diǎn)概率，計(jì)算覆蓋場強(qiáng)大于等于最小中值場強(qiáng)的區(qū)域中各柵格的合成有用功率和合成干擾功率的相關(guān)系數(shù)及覆蓋地點(diǎn)概率，其他區(qū)域中柵格的覆蓋地點(diǎn)概率為0，將柵格的地點(diǎn)概率發(fā)送給GIS模塊和統(tǒng)計(jì)模塊；其中，參考時(shí)間t₀有兩種選擇標(biāo)準(zhǔn)：第一種是以最早到達(dá)且功率大于同步門限P_syn的信號的到達(dá)時(shí)間為基準(zhǔn)，第二種是以電平最強(qiáng)信號的到達(dá)時(shí)間為基準(zhǔn)；同步門限P_syn＝N₀+Margn，N₀為接收機(jī)本底噪聲，Margn為同步門限載噪比；GIS模塊根據(jù)各柵格的覆蓋地點(diǎn)概率值或CNIR值與系統(tǒng)定義的顏色對照范圍比較，進(jìn)行各柵格顏色值計(jì)算并逐個(gè)著色，輸出結(jié)果覆蓋在電子地圖上；

統(tǒng)計(jì)模塊根據(jù)設(shè)置的統(tǒng)計(jì)條件，在統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)篩選出滿足統(tǒng)計(jì)條件的柵格，并將篩選結(jié)果發(fā)送給GIS模塊，計(jì)算滿足統(tǒng)計(jì)條件的柵格所占統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)總柵格數(shù)目的百分比，并發(fā)送給優(yōu)化模塊；GIS模塊將滿足統(tǒng)計(jì)條件要求的柵格的預(yù)算結(jié)果覆蓋在電子地圖上，不滿足統(tǒng)計(jì)條件要求的柵格的預(yù)算結(jié)果不予顯示；

優(yōu)化模塊基于遺傳算法計(jì)算出能使優(yōu)化區(qū)域覆蓋率達(dá)到最高的單頻網(wǎng)內(nèi)各發(fā)射機(jī)的發(fā)射延時(shí)最優(yōu)組合及覆蓋率；在遺傳算法的每一代進(jìn)化過程中，將當(dāng)代種群中每個(gè)延時(shí)向量的取值發(fā)送給臺站數(shù)據(jù)庫，在臺站數(shù)據(jù)庫修改各發(fā)射臺站的發(fā)射時(shí)延，從GIS模塊中獲取優(yōu)化區(qū)域內(nèi)各柵格中心點(diǎn)的地理信息，通過電波傳播預(yù)算模塊重新計(jì)算激活狀態(tài)的各發(fā)射臺站到優(yōu)化區(qū)域內(nèi)各柵格中心點(diǎn)的到達(dá)時(shí)間，通過干擾分析模塊選擇狀態(tài)為激活與非激活的發(fā)射機(jī)作為非欲收發(fā)射機(jī)，并計(jì)算優(yōu)化區(qū)域中各柵格的覆蓋地點(diǎn)概率或CNIR值，通過統(tǒng)計(jì)模塊計(jì)算滿足統(tǒng)計(jì)條件的柵格所占優(yōu)選區(qū)域內(nèi)總柵格數(shù)目的百分比；

覆蓋結(jié)果數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)電波傳播預(yù)算模塊、干擾分析模塊和統(tǒng)計(jì)模塊的計(jì)算結(jié)果。