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单频网是地面数字电视覆盖网的最重要发展趋势,可以有效解决模数过渡期间频谱资源紧张等问题。因此,开展单频网规划关键问题的研究对推动我国地面数字电视广播的迅速发展有着非常重要的现实意义。单频网规划的基本问题是发射机的数量与位置确定,发射机的功率控制,以组网性能指标反映为网络的覆盖率和发射功率(和)。组成单频网的数字发射机的位置及其功率还是要根据一定优化算法来决定建设的状况,不能完全依赖国际电联区域无线电会议RRC-04/06提出的参考网络(RN)。为提高单频网的组网性能和组网效率,论文将模拟退火优化算法应用于单频网规划。
围绕模拟退火算法实现流程,论文主要的研究工作和研究成果如下:
(1)将分层多目标算法应用于模拟退火算法的目标函数设计,并以宽容度实现了组网覆盖率和发射功率双目标的统一;
(2)将地形因素与退火因子相结合,设计了反映地形因素的退温函数,有效提高了组网效率;
(3)通过状态产生函数剔除组网效果相近的备选站址,进一步提高了地形复杂情况下的组网效率;
(4)根据覆盖率和功率和的动态变化,合理调整接受概率,实现了状态接受函数的自适应。
论文给出了算法的详细实现流程,并在NG_RadioPlan平台进行二次开发,对算法的有效性进行了仿真验证,仿真结果表明,模拟退火算法在网络覆盖率、网络功率和组网效率都优于贪心算法。