基于优先级的多干扰模拟退火频道指配方法及系统的制作方法

基于优先级的多干扰模拟退火频道指配方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线电频道分配管理领域，尤其涉及一种基于优先级的多干扰模拟退 火频道指配方法及系统。
【背景技术】
[0002] 频道指配是将无线电频道分配给相应的无线电台站使其在规定的条件下使用，而 频道指配需要考虑多种因素，例如：频率干扰多（同频干扰、邻频干扰、镜频干扰、互调干扰 等）；环境因素复杂（地理因素、人口因素、行政因素等）。所以，在有限的频道资源下，如何 在保证台站之间良好共存的前提下，最大限度的提高频道利用率显得尤为重要。频道指配 优化是地面广播电视网中非常重要的环节，对整个布网的建设成本和建成后的运行质量都 起着很重要的影响。
[0003] 现有技术中，频道指配技术是按照既定的优化指标计算并进行频道指配，忽略了 具体频道指配工作中的一些人为和行政等因素。例如：希望某几个台站优先指配频道，或者 优先指配功率大的台站，或按照功率降序，行政级别升序并为二者分别定义参考系数的顺 序进行频道指配等。现有技术由于忽略了环境、人为和行政等因素，使得频道指配不合理， 频道使用效率低。

【发明内容】

[0004] 本发明提供一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配方法及系统，解决现有技 术中频道指配忽略了环境、人为和行政等因素的技术问题，实现频率资源的合理利用和科 学指配以及提高频道指配的有效性。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] 一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配方法，，包括：
[0007] 获取各个台站的优先级，其中，所述优先级包括直接指定优先级和间接指定优先 级，所述直接指定优先级为用户直接设定的优先级，所述间接指定优先级为根据评定因子 及对应的权重，计算出的优先级；
[0008] 根据所述优先级，对各个台站进行分组；
[0009] 以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退火算法，对各个台站进行频道指配 优化。
[0010] 一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配系统，，包括：
[0011] 获取模块，用于获取各个台站的优先级，其中，所述优先级包括直接指定优先级和 间接指定优先级，所述直接指定优先级为用户直接设定的优先级，所述间接指定优先级为 根据评定因子及对应的权重，计算出的优先级；
[0012] 分组模块，用于根据所述优先级，对各个台站进行分组；
[0013] 优化模块，用于以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退火算法，对各个台站 进行频道指配优化。
[0014] 通过本发明提供的一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配方法及系统，通过 获取各个台站的优先级，根据所述优先级，对各个台站进行分组，以频道干扰分析模型为目 标函数，基于模拟退火算法，对各个台站进行频道指配优化。通过基于优先级的频道指配优 化，弥补了现有台站频道指配忽略了环境、人为和行政等因素的不足，实现了一种更合理、 更符合我国国情、频道使用率更高的频道优化技术。
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获 得其他的附图。
[0016] 图1为本发明实施例提供的一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配方法的 流程图；
[0017]图2为本发明实施例提供的以组为单位进行频道指配优化的流程图；
[0018]图3为本发明实施例提供的频道指配优化数据库和可用频道数据库的结构图。 [0019]图4为本发明实施例提供的一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配系统的 结构图.
【具体实施方式】
[0020] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0021] 如图1为本发明实施例中提供一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配方法， 包括：
[0022] 步骤101、获取各个台站的优先级；
[0023] 其中，所述优先级包括直接指定优先级和间接指定优先级，所述直接指定优先级 为用户直接设定的优先级，所述间接指定优先级为根据评定因子及对应的权重，计算出的 优先级；
[0024] 步骤102、根据所述优先级，对各个台站进行分组；
[0025] 其中，分组策略有两种，即优先组和正常组，根据用户提供的条件，比如"海拔高 于800米或功率大于12KW"，将符合条件的台站放到优先组中，其余的台站放置到正常组 中。或者，分多个组，按优先级排序后分组，根据用户提供的条件，比如"海拔高度降序，权重 〇. 7;功率降序，权重0. 3"，根据这些条件计算每个台站的优先级，再根据优先级排序，将台 站分为适当的若干组。
[0026] 步骤103、以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退火算法，对各个台站进行 频道指配优化。
[0027] 步骤103,包括：
[0028] 步骤103-1、从优先级高的组开始，以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退 火算法，依次以组为单位进行频道指配优化；
[0029] 步骤103-2、当每组优化结束后，锁定所述组的优化结果，直至所有组优化结束。 . y p. .
[0030] 其中，所述频道干扰分析模型为ymin二+ +叱及wnass0n;，其中，i 为台站ID，为第i个台站的指配频道，Pi为第i个台站所覆盖的人口，EPi为指配了可 用频道的台站覆盖的总人口数，unassigni表示第i个台站是否被指配了可用频道，yi为台 站指配频道之和的权重值，y2为人口覆盖率的权重值，y3为未指配台站数量的权重值，小 于同频约束距离dis_C0的两个台站不能指配同一频道，两个台站指配的频道差距大于等 于频率带宽span，所述频率带宽大于等于同频约束距离dis_c〇但小于邻频约束距离dis_ adj〇
[0031] 以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退火算法，依次以组为单位进行频道 指配优化的流程如图2所示，包括：
[0032] 步骤201、判断是否满足终止条件；当未满足终止时，跳转至步骤202;
[0033] 其中，台站分组之前，已经随机生成了初始解。
[0034] 步骤202、判断迭代次数是否达到预设次数，当达到迭代次数时，跳转至步骤203; 当未达到预设次数时，跳转至步骤204。
[0035] 步骤203、缓慢降低温度，并重置迭代次数
[0036] 步骤204、解变换，优先台站干预解变换；基于信息素累积和基因进化的定解策 略。
[0037] 其中，解变换主要是通过扰动产生新解。
[0038] 步骤205、优先台站干预下的内能求解，并计算目标函数。
[0039] 步骤206、计算目标函数的内能变化AE。
[0040] 其中，内能变化AE为步骤204之前的解对应的目标函数与步骤204之后的解对 应的目标函数之差。
[0041] 步骤207、判断目标函数的内能变化AE是否小于零，当目标函数的内能变化AE 小于零时，接收当前解，并跳转至步骤202继续执行；否则，按Metropolis准则接受新解，并 跳转至步骤202继续执行。
[0042] 通过本发明提供的一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配方法，通过获取各 个台站的优先级，根据所述优先级，对各个台站进行分组，以频道干扰分析模型为目标函 数，基于模拟退火算法，对各个台站进行频道指配优化。本发明实现了台站频道指配的优 化，弥补了现有算法忽略掉人为和行政因素等问题，频道的干扰分析模型中加入了人口覆 盖、台站指配的优先级等条件约束，使得频道指配优化结果更合理，更符合我国的基本国 情，频道使用率更高。
[0043] 步骤101之前，包括：
[0044] 步骤101-1、加载台站数据信息；
[0045] 步骤101-2、选择待进行频道指配的台站，并设置台站的分析参数，所述分析参数 包括扫描距离、最低可用场和最低有害场；
[0046] 步骤101-3、根据台站主动干扰技术和台站被动干扰技术，进行台站可用频道的批 量分析，以获得待进行频道指配的台站（新增台站）的可用场信息；
[0047] 步骤101-4、生成频道指配优化数据库和可用频道数据库，其中，所述频道指配优 化数据库包括待进行频道指配的台站的相关信息、频道指配优化参数，所述可用频道数据 库包括可用频道号及频道可用场信息；
[0048] 其中，如图3所示为频道指配优化数据库和可用频道数据库的数据结构，待进行 频道指配的台站的相关信息（发射机数据库）包括台站ID、同台址ID、台名、台址、全经度、 全炜度、海 拔高度、功率等。频道指配优化参数（可用频道数据库）包括同频保护距离、邻 频保护距离、行政级别、频道等。发射机数据库中的ID是主键PK，可用频道数据库中的发射 机ID是外键，那个箭头表示2表之间的联系，是一对多的关系，一个发射机对应多个可用频 道。
[0049] 其中，步骤101-3中的根据台站被动干扰技术，进行台站可用频道的批量分析，以 获得待进行频道指配的台站（新增台站）的可用场信息，包括：
[0050] 选取指定的台站；
[0051 ] 设定待分析的频率频道；
[0052] 搜索一定空间范围内潜在干扰台站；
[0053] 计算搜索到的各个干扰台站在所述指定台站的有害场；
[0054] 根据计算的所述有害场，计算综合干扰场，所述综合干扰场为指定的台站的可用 场。
[0055] 其中，步骤101-3中的根据台站主动干扰技术，进行台站可用频道的批量分析，以 获得待进行频道指配的台站（新增台站）对现有台站的干扰情况，包括：
[0056] 搜索与指配的新增台站在一定空间范围内存在干扰的相关台站；
[0057] 分别计算新增台站在每个相关台站处的有害场；
[0058] 按有害场大小从大到下对台站进行排序，并按由大到小的顺序，分别计算相关台 站在不考虑新增台站干扰情况下的可用场和考虑新增台站干扰情况下的可用场；
[0059] 判断可用场增量；
[0060] 当可用场增量超过预设阈值（一般取0. 2dB至0. 5dB)，则说明新增台站对相关台 站造成了不可容忍的干扰。
[0061] 本发明实施例还提供了一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配系统，如图4 所示，包括：
[0062] 获取模块410,用于获取各个台站的优先级，其中，所述优先级包括直接指定优先 级和间接指定优先级，所述直接指定优先级为用户直接设定的优先级，所述间接指定优先 级为根据评定因子及对应的权重，计算出的优先级；
[0063] 分组模块420,用于根据所述优先级，对各个台站进行分组；
[0064] 优化模块430,用于以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退火算法，对各个 台站进行频道指配优化。
[0065] 其中，所述优化模块430，包括：
[0066] 优化单元431，用于从优先级高的组开始，以频道干扰分析模型为目标函数，基于 模拟退火算法，依次以组为单位进行频道指配优化；
[0067] 存储单元432,用于当每组优化结束后，存储并锁定所述组的优化结果。
[0068] 所述系统还包括生成模块440,用于加载台站数据信息；选择待进行频道指配的 台站，并设置台站的分析参数，所述分析参数包括扫描距离、最低可用场和最低有害场；根 据台站主动干扰技术和台站被动干扰技术，进行台站可用频道的批量分析，以获得待进行 频道指配的台站的可用场信息；生成频道指配优化数据库和可用频道数据库，其中，所述频 道指配优化数据库包括待进行频道指配的台站的相关信息、频道指配优化分参数，所述可 用频道数据库包括可用频道号及频道可用场信息。
[0069] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借 助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下 前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对【背景技术】做出贡献的全部 或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如 R0M/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务 器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0070] 以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方 式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对 于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变 之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1. 一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配方法，其特征在于，包括： 获取各个台站的优先级，其中，所述优先级包括直接指定优先级和间接指定优先级，所 述直接指定优先级为用户直接设定的优先级，所述间接指定优先级为根据评定因子及对应 的权重，计算出的优先级； 根据所述优先级，对各个台站进行分组； 以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退火算法，对各个台站进行频道指配优化。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以频道干扰分析模型为目标函数，基 于模拟退火算法，对各个台站进行频道指配优化，包括： 从优先级高的组开始，以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退火算法，依次以组 为单位进行频道指配优化； 当每组优化结束后，锁定所述组的优化结果，直至所有组优化结束。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频道干扰分析模型为其中，i为台站ID，A为第i个台站的 指配频道，Pi为第i个台站所覆盖的人口，Σ Pi为指配了可用频道的台站覆盖的总人口数， Unassigni表示第i个台站是否被指配了可用频道，μ i为台站指配频道之和的权重值，μ 2 为人口覆盖率的权重值，μ 3为未指配台站数量的权重值，小于同频约束距离dis_c〇的两个 台站不能指配同一频道，两个台站指配的频道差距大于等于频率带宽span，所述频率带宽 大于等于同频约束距离dis_c 〇但小于邻频约束距离dis_adj。4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，获取各个台站的优先级之 前，包括： 加载台站数据信息； 选择待进行频道指配的台站，并设置台站的分析参数，所述分析参数包括扫描距离、最 低可用场和最低有害场； 根据台站主动干扰技术和台站被动干扰技术，进行台站可用频道的批量分析，以获得 待进行频道指配的台站的可用场信息； 生成频道指配优化数据库和可用频道数据库，其中，所述频道指配优化数据库包括待 进行频道指配的台站的相关信息、频道指配优化分参数，所述可用频道数据库包括可用频 道号及频道可用场信息。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据台站主动干扰技术和台站被动干扰 技术，进行台站可用频道的批量分析，以获得待进行频道指配的台站的可用场信息，包括： 根据台站被动干扰技术，进行台站可用频道的批量分析，以获得待进行频道指配的台 站的所有可用场信息； 根据台站主动干扰技术，进行台站可用频道的批量分析，以获得待进行频道指配的台 站对现有台站的干扰情况； 根据所述待进行频道指配的台站的可用场信息和所述待进行频道指配的台站对现有 台站的干扰情况，计算所述待进行频道指配的台站的可用场信息。6. -种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配系统，其特征在于，包括： 获取模块，用于获取各个台站的优先级，其中，所述优先级包括直接指定优先级和间接 指定优先级，所述直接指定优先级为用户直接设定的优先级，所述间接指定优先级为根据 评定因子及对应的权重，计算出的优先级； 分组模块，用于根据所述优先级，对各个台站进行分组； 优化模块，用于以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退火算法，对各个台站进行 频道指配优化。7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述优化模块，包括： 优化单元，用于从优先级高的组开始，以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退火 算法，依次以组为单位进行频道指配优化； 存储单元，用于当每组优化结束后，存储并锁定所述组的优化结果。8. 根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，包括： 生成模块，用于加载台站数据信息；选择待进行频道指配的台站，并设置台站的分析参 数，所述分析参数包括扫描距离、最低可用场和最低有害场；根据台站主动干扰技术和台站 被动干扰技术，进行台站可用频道的批量分析，以获得待进行频道指配的台站的可用场信 息；生成频道指配优化数据库和可用频道数据库，其中，所述频道指配优化数据库包括待进 行频道指配的台站的相关信息、频道指配优化分参数，所述可用频道数据库包括可用频道 号及频道可用场信息。
【专利摘要】本发明涉及无线电频道分配管理领域，公开了一种基于优先级的多干扰模拟退火频道指配方法及系统，通过获取各个台站的优先级，根据所述优先级，对各个台站进行分组，以频道干扰分析模型为目标函数，基于模拟退火算法，对各个台站进行频道指配优化。通过基于优先级的频道指配优化，弥补了现有台站频道指配忽略了环境、人为和行政等因素的不足，实现了一种更合理、更符合我国国情、频道使用率更高的频道优化技术。
【IPC分类】H04W16/10
【公开号】CN104883690
【申请号】CN201510219967
【发明人】范荣双, 荆凯旋, 贺鹏艳, 郑君, 徐然, 景新超
【申请人】中测高科（北京）测绘工程技术有限责任公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月30日