[发明专利]一种适用于地面数字电视单频网的组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种地面数字电视单频网组网方法。

背景技术

随着电视频道的迅速增多和我国频率资源的日益匮乏，单频网逐渐取代多频网成为无线数字广播覆盖网的关键技术方案，具有广阔的发展前景和应用意义。单频网（Single Frequency Network，SFN）具有许多优点，例如频谱利用率高、覆盖范围大、发射机成本低等。然而，地面数字电视单频网中的接收机接收到来自多个发射台的同步信号，加上信号本身的反射、折射作用，使得单频网内存在强烈的多径效应，这会导致接收信号的码间干扰和频率选择性衰落，对接收质量产生不良影响。

为克服多径效应，欧洲、日本和中国均提出了基于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）的地面数字电视广播标准，利用OFDM帧结构中的保护间隔降低符号间干扰，便于接收机的同步恢复，较好地支持了单频网的组网方式。其中，我国的地面数字电视国家标准《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》（GB20600-2006），已于2011年12月6日被国际电联（ITU）正式采纳为四大国标地面数字电视广播标准之一。

地面数字电视广播单频网的设计和组建是一个庞杂的工程，需要消耗大量的人力物力，因此在工程实施前需要进行细致的网络规划工作。一般而言，单频网的组网参数包括台站的位置和个数、发射台站的发射功率、延时、天线方向图等，各个参数对覆盖网的覆盖效果均具有很大影响。因此，引入一种合理高效的单频网性能评价模型，快速准确地评价单频网网络性能，并针对特定目标区域和业务需求给出可靠的组网方案意义重大。

目前常见的国内外单频网分析软件的设计思路较为单一，普遍在已有台站的基础上，通过反复调整台站的发射功率、时延、天线方向图等技术参数，得到网络覆盖效果，进而得到相对可行的设计方案。这种设计方式计算量大、周期长且需要反复的调整，当网络较为复杂时，设计技术方案的工作量将会成倍增长。

为了提升智能化组网规划水平，本专利提出了一种适用于我国国情的高效的组网规划方法，与人工智能优化算法相结合，综合考虑覆盖面积、覆盖人口、覆盖优先级等规划需求，针对特定的目标函数，对各组网参数进行联合优化，给出适合当前业务需求的最优组网方案，大大提高了单频网分析设计的工作效率，同时引入了多种不同的覆盖判定准则，基于多自由度和多目标函数，具有组网灵活、模式自定义的优点，增加了单频网分析工作的技术手段。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种适用于地面数字电视单频网的组网方法，该方法基于国标DTMB系统，在合理覆盖判定准则的基础上，能对多种参数和多种目标函数进行优化设置，克服现有单频网规划软件所用方法的缺点与不足，具有灵活、快速、高效的优点，为单频网的规划、建设和优化提供有力的决策参考。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种适用于地面数字电视单频网的组网方法，包括以下步骤：S1、根据组网信息，选取待优化的网络参数，设定参数初始值；S2、将待规划的单频网目标区域划分为若干子区域，并根据区域信息对各子区域赋予不同的权重；S3、根据单频网内接收性能判定准则判定各子区域的接收性能；S4、根据组网信息，采用启发式算法对网络参数进行寻优，逐代更新优化参数值，优化目标函数值，直到满足迭代终止条件。

优选地，所述网络优化参数包括各发射台站的功率、延时、天线方向图、天线水平角度以及天线俯仰角度的一个或多个的组合。

优选地，所述子区域的划分需综合考虑区域大小、规划精度和计算复杂度。

优选地，所述组网信息包括可优化的组网参数及其优化精度，目标区域的人口分布密度、经济发展情况、覆盖优先级等。

优选地，所述子区域的接收效果用如下方法判定：在子区域中选取一个点，判定该点的接收性能，用该点的接收性能代表其对应子区域的接收性能。

优选地，所述接收性能判定准则具体包括：S3.01测量接收机接收到的多径信号场强之和，达到覆盖门限场强值的为可覆盖的子区域，反之为不可覆盖的子区域，覆盖门限为预先给定的常数；S3.02对于所述可覆盖子区域，计算其网内自干扰，即接收信号中有用信号场强之和与有害信号场强之和的比值，自干扰超过预设阈值的可覆盖子区域被视为可以正常接收的子区域，即可接收子区域，反之为不可接收子区域。