1引言最低可用场强是指在只存在自然干扰和人为干扰,不存在同频、邻频电台干扰的情况下,为获得满意的接受质量所必需的最小信号场强。存在自然干扰和人为干扰,同时存在同频、邻频电台干扰的情况下,为获得满意的接受质量所必需的最小信号场强称为可用场强,我国模拟电视的可用场强采用简化相乘法。在欲收发射站的周围,欲收场强等于或大于可用场强的区域,即为欲收发射站的服务区,也称覆盖区。服务场强等于可用场强的点,就是发射台的服务边界。覆盖区有三种计算和表示方法:等场强曲线法和不等场强曲线法和网格计算法(也称象素计算法)。2等场强线表示法这种方法的步骤为:a)以欲收发射机所在的位置作为参考点,使用简化相乘法计算出该位置上指定的地点概率(例如50%)的可用场强Eu;b)计算在欲收发射机各个方向上服务场强E=Eu所能够达到得覆盖距离;c)把各个方向的覆盖距离连接起来,就形成一个闭合等场强曲线,该曲线所饱含的区域就是欲收发射台的覆盖区(地点概率50%);d)为进一步精确表达这个覆盖区的服务状况,图1等场强线表示法可以选定不同的地点概率如70%、90%、95%、99%等,使用上述a)、b)、c)步骤,分别计算出不同地点概率的等场强曲线。该方法是一种简便的方法,是用欲收发射机所在的位置作为参考点,计算出该点的可用场强Eu,用这个可用场强Eu不能真实代表欲收发射机其他发射方向边界上的可用场强,因此不能保证边界上和边界内每一点多能满足各个干扰机的保护率的要求,因此我国采用的方法是不等场强曲线法。3不等场强线表示法根据可用场强的定义,发射台某个方向上的覆盖距离是由在这个方向服务场强等于可用场强的条件决定的。这里所讲的可用场强不是发射机所在地点的可用场强,而是在发射机覆盖边缘上的可用场强。这样确定的覆盖区,可以保证在其边缘上E≥Eu。按照这种方法,覆盖区的具体做法如下:a)在欲收发射机周围确定若干方向,做为计算覆盖距离的依据。确定的方向越多,覆盖区的计算约精确,但工作量较大,我国在80年代进行模拟电视规划时,由于受到当时得技术条件得影响,实际取了8个方向(以正北为0度,每45度一个),目前由于计算机技术的发展,一般取36个方向(以正北为0度,每10度一个);b)沿每个方向,先设定一个预期的服务距离R1(可使用服务场强等于最低可用场强的点),在这点上计算可用场强Eu,并计算服务场强E。c)检查服务场强与可用场强的差,△E=E-Eu如△E>0,则沿同一放射线,再设一个服务服务距离R2>R1,重新计算E和Eu;如△E<0,则沿同一放射线,再设一个服务服务距离R2<R1,重新计算E和Eu。d)如此反复c)步,到服务距离Rk,使△E→0(即小于一个给定值,如0.03的dB),则在该方向上的覆盖距离R0=Rk。e)沿所有方向求得R0值,把所有的的R0端点连接起来成一个闭合曲线,则此曲线内所有的面积即为发射机的覆盖区。这样得到的覆盖区其边界上每一个点的服务场强是不等的,因此叫做不等场强曲线的覆盖区。但是只要所取得方向够多,则在边界上每一点都能满足条件E=Eu;在这样的服务区内则可以保证E≥Eu,因为越是趋近欲收发射机,服务场强升高越快,而干扰场强变换较为缓慢。4网格计算法网格计算法的原理是以欲收发射机为中心,做一个预期的服务距离R0长度2倍的正方形(边场为2×R0),将这个正方形分割成多个足够小的方格,方格的大小的下限与数字地理地图的精度有关,一般取100m×100m到1000m×1000m。做如下计算:a)以每个方块中心点为参考点,计算其欲收服务场强E;b)如果欲收服务场强E小于最低可用场强Em in,将这个方块标记为A;c)如果欲收服务场强E大于等于最低可用场强Em in,在计算所有干扰发射机的有害场,使用选定的多重干扰合成方法(例如功率和法、简化相乘法等),计算参考点的可用场强Eu;当Eu≤E将方块标记为B;当Eu(E将方块标记为C;d)将每个小方块进行上述a)、b)、c)步骤处理;e)则所有标记为A的方块集合为小于服务场强的区域,标记为B的方块集合为覆盖区域,标记为C的方块集合为由于干扰而达不到服务质量的区域。只要分割成多个足够小的方格,这样得出的覆盖区十分精确,同时还能直观的看出由于干扰而达不到服务质量的区域。但是这种方法计算的工作量巨大,以现有得高性能计算机进行计算,一个覆盖区大概要几分钟到几十分钟(根据地形数据的精度和分割小方块的大小而定)。以计算一个100km×100km区域为例,如果使用1000m×1000m分割方块,需要计算100×100=10,000个方块,如果用100m×100m分割方块,需要计算1000×1000=1,000,000个方块。图4网格法示意图5几种方法的比较等场强曲线法不能保证边界上和边界内每一点多能满足各个干扰机的保护率的要求,但是如果欲收发射机的覆盖范围较小时,如覆盖半径平均不超过10km时,这种方法还是能够反映覆盖区的情况,并且计算量很少。而不等场强曲线法只要所取得方向够多,可以保证在其边缘和边界内上的服务场强大于等于可用场强,能够较精确的反映覆盖区,计算量取决于取得方向数量,计算量中等,使用规划时进行大批量的覆盖区计算。网格计算法的精度取决于抽样方块数,如果方块数足够多,可以精确反映覆盖区,但是计算量在几种方案中也是最大,适合对覆盖区进行精确分析,适用于发射机设计时的工程详细分析。值得注意的是上述3种方法都是在以下的假定的条件的进行的:欲收发射机的服务场强是接受距离的单调递减函数,即离欲收发射机越远,服务场强越小,当使用ITU-R P.370和ITU-R P.1546电波传播模型并且不虑虑接受遮蔽角修正时可以满足这个条件。但是如果在地形起伏较的山区,如果使用ITU-R P.526电波传播模型、或使用ITU-R P.370和ITU-R P.1546电波传播模型选择接受遮蔽角修正时,由于地形各种的遮蔽影响以及电波的绕射因素,使得预测的服务场强不再是接受距离的单调递减函数,这样就有可能在某个给定的方向上(E-Eu)→0的点可能有多个,这时需要根据整个覆盖区的场强分布趋时,在这些点中选择其中的一个点作为覆盖的边界点。这可以通过人工判断,也可以计算机自动选择,但如果b使用可以计算机自动选择需要建立一个切合实际的优化算法。模拟和数字电视覆盖区方法的计算与分析@杨晶$中国传媒大学信息工程学院!北京100024 @张文杰$中国传媒大学信息工程学院!北京100024本论文通过对几种不同的预测电视覆盖的方法的原理介绍,进而对比各种方法的优劣程度,并且对每种方法可能存在的问题加以分析,提出在规划台站时选用最适合的覆盖分析方法。最低中值场强;;欲收场强;;可用场强;;等场强曲线法;;不等场强曲线法;;网格计算法[1]GB/T14433-1993,彩色电视广播覆盖网技术规定(中文)[S]. [2]RRC04,2004年国际电联电区性无线电大会[R].日内瓦,2004.[3.]ICS-Telecom reference,法国ATD I公司ICS-telecom无线网络规划软件参考资料[Z].
