635_Nosov_V.I._Optimizatsija_parametrov_setej__

ности на количество удовлетворенных частотных заявок. Так, для Иркутской области из 350 планируемых передатчиков с учетом рельефа местности частотные каналы были присвоены 343 передатчикам ( 98 %), а без учета рельефа местности только 231 передатчику (66 %). Таким образом, учет реального рельефа местности позволил в рассматриваемом случае увеличить количество удовлетворенных частотных заявок на 32 % , т.е. является одним из существенных факторов улучшения электромагнитной совместимости в сетях наземного телевизионного и звукового радиовещания.

202

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЧЕТВЕРТОГО РАЗДЕЛА

1. Разработана методика определения оптимальных техникоэкономических показателей однородной сети радиовешания на основе предложенного критерия приведенных затрат на еденицу площади вещания.

2.На основе разработанной методики, с использованием предложенной универсальной модели однородных сетей, создана машинная модель однородной сети радиовещания, позволяющая при заданном числе каналов синтезировать структуру однородной сети или же при заданной структуре сети определить необходимое число частотных каналов для обеспечения сплошного покрытия территории радиовещанием.

3.Разработана новая система анализа сетей радиовещания, использующая две подсистемы :

–левая ветвь ( в области малых расстояний R ) определяется условием обеспечения на границе зоны вещания заданного качества приема с вероятностью Y = 0,5 с учетом всех помех в сети для различных мощностей передатчиков Р;

–правая ветвь – условием наличия на границе зоны вещания мини-

мально необходимой напряженности поля Емин для различного числа частотных каналов С. Естественно, что при идентичных параметрах P, HА и С зона обслуживания РТС будет больше, а число станций на заданной территории меньше в области беспомеховой работы.

4.Результаты расчетов не только подтвердили приведенные в [4.5] выводы об эффективности применения высоких антенных опор, но и позволили установить количественную связь между необходимым числом частотных ТВ каналов и высотой опор. Расчеты показали также, что для 100% охвата территории однопрограммным ТВ вещанием в первом диапазоне при Н = 350

ми Р = 5 кВт необходимо 12 каналов, что согласуется с результатами, приведенными в [4.5].

5.Используя зависимости Нмин = ( R, Р, С, Aз, ID ) (рис. 4.4), можно получить оптимальное сочетание этих параметров и использовать их при

планировании реконструкции и развития реальной ТВ сети. Для этого была взята трехпрограммная ТВ сеть части европейской территории СССР, площадью S = 2736 тыс. км2. Эта сеть включает как действующие, так и планируемые передатчики и имеет средний модуль Rср 92 км. Для этого модуля оптимальными техническими параметрами в IV—V диапазоне при использовании простого СНЧ А = 30 дБ являются С = 36, Р = 25 кВт, Н = 240 м.

6. Разработана методика, позволяющая для фрагментов реальных сетей радиовещания, включающих действующие станции с заданными координатами, известными высотами подвеса антенн и излучаемыми мощностями с использованием градиентного метода определять оптимальные высоты подвеса антенн для вновь вводимых передающих станций.

203

7. Предложены и разработаны новые показатели (эквивалентных окружностей, статистический и матричный) эффективности построения сетей радиовещания, на основе которых была определена эффективность построения фрагмента сети телевизионного вещания Европейской территории СССР, включающей 350 мощных передатчиков. Рассматриваемая сеть имеет невысокую эффективность 1 = 0,33 и 2 = 0,335 (однородная сеть регулярной структуры имеет 1 = 0,18 и 2 = 0), поэтому необходимо рассматривать вопрос о ее оптимизации. Высокую точность оценки эффективности сети дают методы статистической и матричной оценок. Применение последнего более предпочтительно, так как он позволяет определить непосредственно все рассчитываемые площади, обладает наглядностью и может быть использован в диалоговой системе проектирования сети.

8.Предлагается использовать нерегулярную цифровую модель местности, которая позволяет с достаточной для практических расчетов степенью точности определять напряженность полей сигналов и помех в сетях ТВ и ОВЧ ЧМ вещания. При этом значительно уменьшается трудоемкость создания такой ЦММ, по сравнение с ЦММ регулярной (матричной) структуры особенно для больших регионов.

9.С использование предложенной нерегулярной цифровой модели местности была выбрана (из известных) модель расчета напряженности поля с учетом рельефа местности и экспериментальных данных. Эта модель используется для расчета напряженности поля на полузакрытых и закрытых пролетах.

10. С использованием результатов проведенных автором исследований (подразделы 4.4 и 4.5) были составлены цифровые модели местности Иркутской, Читинской областей и Бурятии. С учетом рельефа местности и использованием предложенного автором метода координационных колец были оптимизированы частотные планы развития сетей телевизионного вещания этих регионов. Было также проведено исследование влияния рельефа местности на количество удовлетворенных частотных заявок. Так, для Иркутской области из 350 планируемых передатчиков с учетом рельефа местности частотные каналы были присвоены 343 передатчикам ( 98 %), а без учета рельефа местности только 231 передатчику (66 %). Таким образом, учет реального рельефа местности позволил в рассматриваемом случае увеличить количество удовлетворенных частотных заявок на 32 % , т.е. является одним из существенных факторов улучшения электромагнитной совместимости в сетях наземного телевизионного и звукового радиовещания.

204

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К ЧЕТВЕРТОМУ РАЗДЕЛУ

4.1Зубарев Ю. Б., Перспективы развития передающей сети телевизионного вещания. // Техника кино и телевидения. – 1982. – № 12. С. 3 – 6.

4.2Ж.-Ф. Арно, Планирование частот для радиовещательных служб в Европе // ТИИЭР. – 1980. –т. 68. – № 12. С. 77 – 85.

4.3Санкин Н.М., Трунов В.И. Принципы технического планирования передающих сетей телевизионного и УKB ЧМ вещания. – М.: Связьиздат, 1960. – 132 с.

4.4Head J. W., Zur Gestaltung optimaler Sendernetze aus gleichartigen Elementardreiecken // Rundfunktechnische Mit-teilungen. – 1969. – N 4. С. 170 – 174.

4.5Шлюгер И. С. Исследование влияния промежуточной частоты телевизионных приемников на параметры передающей телевизионной сети в IV и

V диапазонах частот // Сборник трудов НИИ МС. – 1962. – вып. 4 (26). С. 26 – 30.

4.6 Варбанский А. М. Передающие телевизионные станции. – М.: Связь, 1980. – 327 с.

4.7Документы МККР. – Женева, 1982. – т. XI.

4.8Носов В.И., Кокорев А.В., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А. Оптимизация параметров телевизионной сети. // Радио и телевидение ОИРТ. – 1986.

–№ 3. С. 36 - 40.

4.9Инструкция по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в отрасли связь. МС СССР, Техническое управление. – М.: Связь, 1980. – 112 с.

4.10Носов В.И., Фадеева Н.Е., Минеева Т.В., Ахтырский В.Н. Новый подход к планированию сети телевизионного и звукового вещания. // Электросвязь. –1989. – № 9. – С. 18 - 21.

4.11Автоматизированная система оптимального проектирования сетей ТВ и ОВЧ ЧМ вещания: Отчет / НЭИС; Руководитель работы Носов В.И.. № гр. 8102775; инв. № 02840016934. – Новосибирск, 1983. – 142 с.

4.12Struzak R.G. Optimum frequency planing: a new concept // telecommunication J. – 1982. – V. 49. – № 1. P. 29 – 36.

4.13Кубраков В.Б., Манаенкова Г.С. и др. Автоматизированная система учета и проектирования сети ТВ передатчиков на базе ЭВМ // Электросвязь. – 1985. – № 2. – С. 5 – 10.

4.14Документы МККР. – Женева, 1982. – т. V.

4.15Сети телевизионного и звукового ОВЧ ЧМ вещания: Справочник/М.Г. Локшин, А.А. Шур, А.В. Кокорев. – М.: Радио и связь, 1988. – 144 с.

4.16Дмитриев В.И., Зайчик Е.М. Применение географической базы данных при автоматизированных расчетах потерь распространения УКВ на линиях связи прямой видимости // Электросвязь. – 1991. – № 6. – С. 38 – 40.

205

4.17Sega W. Digital terrain map for television and land mobile radio // Int. Wroclaw Symp. on Electrom. Comp. (EMC – 84). – 1984. – P. 949 – 955.

4.18Волков А.М. Методы решения задач геологии нефти и газа на основе аппроксимации сплайнами результатов поисковых и разведочных работ: Автореф. дис. д-ра геол. – минерал. наук. – Новосибирск, 1980.

4.19Яковлев А.Ф. Метод граничных сетей для представления и обработки географической информации в ЭВМ. – М.: ВЦ АН СССР. – 1982. – 185 с.

4.20Завьялов Ю.С., Леус В.А. и др. Сплайны в инженерной геометрии.

–М.: Машиностроение, 1985. – 214 с.

4.21Справочник по радиорелейной связи / Каменский Н.Н., Модель А.М., Надеенко Б.С. и др. – М.: Радио и связь, 1981. – 415 с.

4.22Буга Н.Н., Конторович В.Я., Носов В.И. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Учебное пособие для ВУЗов. – М.: Радио и связь, 1993. – 242 с.

4.23Носов В.И., Воинцев Г.А. Сети наземного телевизионного вещания. Учебное пособие. – Новосибирск.: НЭИС, 1991. – 48 с.

4.24Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А., Кокорев А.В., Краснощеков Р.А. Использование ЭВМ для расчета числа частотных каналов сети ТВ вещания. // Электросвязь. – 1985. – № 7. – С. 43 - 46.

4.25Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А., Ландарь В.А., Минеева Т.В. Автоматизированная система учета и назначения частот ОВЧ ЧМ станциям. / Научный руководитель Носов В.И. Технорабочий проект, 1180010.33936, 001.ТРП-1-ЛУ, Москва, 1988. – 133 с.

4.26Носов В.И., Дикусар Ю.Г., Каганский А.М. Определение эффективности построения сети радиовещания. // ТУИС. – 1989. – вып. 5. – С. 18 - 25.

4.27Носов В.И., Дикусар Ю.Г. Использование нерегулярной модели местности для планирования сетей ТВ и ОВЧ ЧМ вещания. // Депонирована ЦНТИ Информсвязь, № 2034 СВ 95, 1995. – 8 с.

4.28Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А., Глубоковская Т.П., Шкитина Д.С. Анализ эффективности частотного плана сети ОВЧ ЧМ сети вещания (программная документация). ВНТИ центр, № 1(70), инв. № 50850000457, 1984 г. – 89 с.

4.29Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А. Влияние снижения защитных отношений на ЭМС передающей ТВ сети. / Всесоюзная НТК ЦП НТОРЭС, Москва, 1984 г. – С. 3.

4.30Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А. Автоматизированная система синтеза и анализа сетей телевизионного вещания. / Всесоюзная НТК ЦП НТОРЭС и СОАН СССР, Новосибирск, 1985 г. – С. 223 - 225.

4.31Носов В.И., Дикусар Ю.Г., Воинцев Г.А. Методы расчета показателей эффективности передающих сетей телевизионного и радиовещания. / Всесоюзная НТК ЦП НТОРЭС, СОАН СССР, Новосибирск, 1985 г. – С. 30 - 31.

206

4.32Носов В.И., Дикусар Ю.Г. Расчет системных показателей сети цифрового радиовещания в диапазоне 100...108 МГц. / Всесоюзная НТК ЦП НТОРЭС, Новосибирск, 1987 г. – С. 116.

4.33Носов В.И., Дикусар Ю.Г., Зайцев В.К. Оптимизация параметров ТВ станций в условиях горной местности Читинской области. / Российская НТК, Новосибирск, 1993 г. – С. 127.

4.34Носов В.И., Дикусар Ю.Г. Исследование нерегулярной цифровой модели местности для планирования сетей ТВ и ОВЧ ЧМ вещания. / Российская НТК, Новосибирск, 1994 г. – С. 81 - 82.

4.35Носов В.И. Определение параметров регулярной сети, необходимых для частотного планирования сетей ТВ и ОВЧ ЧМ вещания. / Российская НТК, Новосибирск, 1995 г. – С. 61 - 63.

4.36Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А., Архипов С.Н. Автоматизированная система оптимального проектирования сетей ТВ и ОВЧ ЧМ вещания. Выработка критерия оптимизации. / Научный руководитель Носов В.И. – Научно-технический отчет № 81027775, Новосибирск, 1981 г. – 94 с.

4.37Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А., Архипов С.Н. Автоматизированная система оптимального проектирования сетей ТВ и ОВЧ ЧМ вещания. Анализ влияния СНЧ и поляризации на построение оптимальной ТВ сети. / Научный руководитель Носов В.И. – Научно-технический отчет № 81027775, Новосибирск, 1982 г. – 86 с.

4.38Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А., Архипов С.Н. Автоматизированная система оптимального проектирования сетей ТВ и ОВЧ ЧМ вещания. Разработка комплекса алгоритмов автоматизированной системы распределения частотных присвоений. / Научный руководитель Носов В.И. – Научно-технический отчет № 01840006094, Новосибирск, 1984 г. – 54 с.

4.39Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А., Дикусар Ю.Г. Система автоматизированного распределения частотных присвоений в сетях ТВ и ОВЧ ЧМ вещания. Разработка комплекса алгоритмов автоматизированного определения технических параметров при планировании и реконструкции ТВ сети. / Научный руководитель Носов В.И. – Научно-технический отчет № 01840006094, Новосибирск, 1985 г. – 38 с.

4.40Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А., Дикусар Ю.Г. Система автоматизированного распределения частотных присвоений в сетях ТВ и ОВЧ ЧМ вещания. Разработка программного обеспечения автоматизированной системы оптимизации частотных присвоений передающих сетей ТВ и ОВЧ ЧМ вещания. / Научный руководитель Носов В.И. – Научнотехнический отчет № 01840006094, Новосибирск, 1986 г. – 144 с.

4.41Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А., Ландарь В.А. Разработка автоматизированной системы учета и назначения частот радиовещательным ОВЧ ЧМ станциям. / Научный руководитель Носов В.И. – Научнотехнический отчет № 01860009346, Новосибирск, 1987 г. – 40 с.

207

4.42Носов В.И., Ахтырский В.Н., Потанин С.А. К вопросу о построении оптимальной сети многопрограммного вещания. / НТК НТОРЭС, Новосибирск, 1982 г. – С. 151 - 153.

4.43Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А. Исследование эффективности методов снижения защитного отношения в ТВ передающей сети. / НТК НТОРЭС, Новосибирск, 1983 г. – С. 14 - 15.

4.44Носов В.И., Воинцев Г.А., Немировский Ю.Л. К вопросу оптимизации технических параметров многопрограммной сети ТВ вещания. / НТК МЭИС, 1984 г. – С. 44.

66. 4.45 Носов В.И., Ахтырский В.Н., Воинцев Г.А. К определению оптимальных параметров передающей сети ТВ вещания. / НТК НТОРЭС, Новосибирск, 1984 г. – С. 56.

4.46Носов В.И., Ахтырский В.Н. Автоматизированная система планирования сети маломощных ретрансляторов. / НТ семинар НТОРЭС, Новосибирск, 1986 г. – С.1.

4.47Носов В.И., Ахтырский В.Н. Автоматизированная система анализа

иназначения частот в сети маломощных ТВ ретрансляторов выделенного региона. / НТК НТОРЭС, Новосибирск, 1989 г. – С. 166 - 167.

4.48Калинин А.И. Распространение радиоволн на трассах наземных и космических радиолиний. – М.: Связь, 1979. – 272 с.

4.49Медяник П.М., Мельников Б.Ф. Статистический расчет напряженности поля от телевизионных и УКВ ЧМ станций для небольшой зоны приема в условиях холмистой и горной местности // Труды НИИР.– 1983. – № 4. С. 26 – 28.

208

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ СЕТЕЙ РАДИОВЕЩАНИЯ

Введение

Рассматривается экспериментальная проверка предложенного в третьем разделе метода координационных колец на примерах однородной сети регулярной структуры и фрагменте реальной сети ТВ вещания. Описывается метод определения технико–экономических показателей сравниваемых вариантов частотных планов.

Для экспериментального исследования эффективности разработанных в третьем разделе эвристических алгоритмов, рассматривается их использование для планирования: регулярной однородной и не однородной; одно –, двух – и трех программной сети телевизионного вещания.

Дается подробное описание алгоритма и программного обеспечения разработанной автоматизированной системы оптимального частотного планирования (синтеза) и анализа электромагнитной обстановки в сетях радиовещания.

5.1 Результаты экспериментального распределения частотных каналов в ТВ сети методом координационных колец

5.1.1 Алгоритм распределения частотных каналов методом координационных колец

Структурная схема алгоритма распределения частотных каналов методом координационных колец приведена на рис. 5.1.

1.Вначале в системе формируется массив номеров каналов передатчиков GR, количество элементов которого M равно общему числу передатчиков действующих и планируемых. Для действующих передатчиков в данном массиве фиксируются номера их каналов, значения элементов массива для планируемых передатчиков равно нулю. Номер очередного присваиваемого канала NK обнуляется.

2.Далее проверяется условие: если есть элементы массива GR равные нулю, то переходим на следующий номер очередного присваиваемого канала NK = NK + 1. Иначе, если всем передатчикам присвоен частотный канал, алгоритм заканчивает свою работу.

3.Формируется массив помех BG для очередного присваиваемого канала. В него заносятся номера всех передатчиков, работающих в (NK – 1), (NK + 1) и NK каналах.

209

4.Создается массив признаков PR, в котором помечаются станции действующие и распределенные, передатчики которых имеют канал несовместимый с текущим присваиваемым в одном пункте (несовместимость по совмещенному, соседнему, зеркальному и гетеродинному каналам).

5.Формируется массив свободных передатчиков S. Для этого на станциях, не помеченных в массиве PR, выбирается по одному передатчику и их номера заносятся в массив S.

6.Если массив S пуст переходим на пункт 2. Иначе формируется координационное кольцо вокруг очередной помехи из массива BG до тех пор, пока все мешающие передатчики не будут рассмотрены. Кроме того, после каждого присвоения канала NK очередному передатчику из массива S, данный передатчик переходит в разряд помех, его номер записывается в массив BG и вокруг него формируется координационное кольцо. Если учтено влияние всех помех, то есть вокруг всех передатчиков из массива BG сформированы координационные кольца, производится распределение канала NK очередному передатчику из массива S.

7.Формирование координационного кольца вокруг очередного мешающего передатчика BG(i):

а) рассчитываются коэффициенты взаимного влияния (КВВ) BG(i) – го передатчика с каждым свободным из массива S;

б) исключаются из массива S те передатчики, КВВ которых с помехой

больше – внутренней границы координационного кольца. Присвоим таким передатчикам название «черные»;

в) определяются и записываются в массив SS состояния свободных передатчиков, КВВ которых меньше . Планируемым передатчикам, попавшим в координационные кольца ( КВВ ) двух и более мешающих передатчиков присвоим название «красные». Название «розовые» присвоим планируемым передатчикам, попавшим в координационное кольцо одного BG(i) – го передатчика. Свободным передатчикам, коэффициенты взаимного влияния которых со всеми мешающими передатчиками меньше , присвоим название «белые»;

г) заполняем массив SSS, в который для каждого передатчика из массива S записываем максимальный из всех коэффициент взаимного влияния этого свободного с мешающими передатчиками;

д) переходим на пункт 6.

8) Распределение канала NK очередному передатчику из массива S:

а) ищется в массиве SS первый «красный» передатчик, т.е. планируемый передатчик, имеющий наибольшее количество запрещений на частотные присвоения от действующих и запланированных на предыдущих этапах работы данного алгоритма, переходим на пункт 8г;

211