专利名称：广播电视覆盖网的网络质量分析方法及规划系统的制作方法
技术领域：
本发明属于无线通讯技术领域，涉及一种网络质量分析方法，尤其涉及一种广播 电视覆盖网的网络质量分析方法；同时，本发明还涉及利用该方法的广播电视覆盖网规划 系统。
背景技术：
目前，国内外广播电视逐步由模拟技术向数字技术转化，广播电视覆盖网也从原 先模拟发射网络向数字发射网络过渡，因此广播电视覆盖网也需要重新规划与建设，已满 足广播电视信号的接收要求，更好地为广大人民群众提供广播电视节目。在大中型城市中，由于建筑物密度较高，对广播电视覆盖网组网提出了更高的要 求，单单一个高塔大功率的发射点，由于受到建筑物的遮挡影响，会造成一个个覆盖阴影区 域，难以满足全市覆盖的要求，必须增加发射点以提高覆盖率，因此广播电视覆盖网建设之 前需要一个专业的规划系统进行发射点位置和功率的计算，同时模拟覆盖效果，最终实现 利用最少的发射点，最小的发射功率完成城市的覆盖要求。这种广播电视覆盖网规划可有 效地降低网络建设成本，同时可满足广播电视业务运营要求。目前国内广电行业内尚未开发一种专业的广播电视覆盖网规划系统，因此我公司 自主研发一款广播电视覆盖网规划系统，具有广播电视覆盖网设计和优化功能，并且对各 种制式的广播电视标准都具有特定的规划方法，数据分析与处理系统，优化模型等专业功 能，能对广播电视覆盖网规划与建设发挥重要的技术支持作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种广播电视覆盖网的网络质量分析方法， 可快速获取广播电视覆盖网的网络质量信息。另外，本发明还提供利用上述方法的广播电视覆盖网规划系统，可以实现在满足 网络覆盖要求的前提下，降低建设成本和能源消耗。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种广播电视覆盖网的网络质量分析方法，所述方法包括如下步骤步骤DO、载入基础高程信息，地貌信息，台站信息；步骤D1、计算单频网中所有台站的覆盖场强；步骤D2、筛选出单频网中，接收点覆盖场强大于覆盖门限减去保护率的台站；步骤D3、以最大覆盖场强的台站，作为比对的基准；步骤D4、计算其余台站与基准台站的时延差异；步骤D5、判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限，若大于覆盖门限转到步骤D9，否 则转到步骤D6 ；步骤D6，判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限减去保护率，若大于覆盖门限减去 保护率，转到步骤D7，否则转到步骤D8 ；
步骤D7，判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于保护率，转到步骤 D8，否则转到步骤D11 ；步骤D8、定义该区域为覆盖非服务区；转到步骤D15 ；步骤D9、判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于转到步骤D12，否则 转到步骤D10 ；步骤D10、判断不同发射点的时延差异是否小于保护间隔，如小于转到步骤D13， 否则转到步骤D11 ；步骤D11、定义该区域为覆盖非服务重叠区；转到步骤D15 ；步骤D12、定义该区域为覆盖服务非重叠区，场强相加；转到步骤D14 ；步骤D13、定义该区域为覆盖服务重叠区，场强相加；转到步骤D14 ；步骤D14，该区域正常接收；步骤D15，该区域无法正常接收。一种广播电视覆盖网规划系统，所述系统包括数据库子系统，包括地理信息数据库、台站数据库、天线数据库、路测信息数据 库；网络设计子系统，包括网络分析模块；网络分析模块用以按照覆盖面积率和覆盖 人口率来对网络覆盖效果做评估；网络优化子系统，包括台站地理位置优化模块、发射功率优化模块、天线自动赋型 模块；所述网络分析模块的实现方法包括如下步骤步骤DO、载入基础高程信息，地貌信息，台站信息；步骤D1、计算单频网中所有台站的覆盖场强；步骤D2、筛选出单频网中，接收点覆盖场强大于覆盖门限减去保护率的台站；步骤D3、以最大覆盖场强的台站，作为比对的基准；步骤D4、计算其余台站与基准台站的时延差异；步骤D5、判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限，若大于覆盖门限转到步骤D9，否 则转到步骤D6 ；步骤D6，判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限减去保护率，若大于覆盖门限减去 保护率，转到步骤D7，否则转到步骤D8 ；步骤D7，判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于保护率，转到步骤 D8，否则转到步骤D11 ；步骤D8、定义该区域为覆盖非服务区；转到步骤D15 ；步骤D9、判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于转到步骤D12，否则 转到步骤D10 ；步骤D10、判断不同发射点的时延差异是否小于保护间隔，如小于转到步骤D13， 否则转到步骤D11 ；步骤D11、定义该区域为覆盖非服务重叠区；转到步骤D15 ；步骤D12、定义该区域为覆盖服务非重叠区，场强相加；转到步骤D14 ；步骤D13、定义该区域为覆盖服务重叠区，场强相加；转到步骤D14 ；
步骤D14，该区域正常接收；步骤D15，该区域无法正常接收。作为本发明的一种优选方案，所述系统包括数据库子系统，包括地理信息数据库、台站数据库、天线数据库、路测信息数据库， 是网络设计与网络优化的计算依据；地理信息数据库包含覆盖区域内海拔高度、建筑物高 度、地貌结构信息，广播电视信号传播计算需要利用地理信息数据对场强预测进行修正，设 计出一种传播模型；台站数据库为所有发射台的信息，该信息包含发射台地理位置、发射功 率、发射天线高度、工作模式、带宽、覆盖门限计算功能；天线数据库为各种发射天线的空间 辐射能力的表征；路测信息数据库为实际网络建设后的测试数据，包括收测位置、接收电 平、载干比信息，用于传播模型的校正；网络设计子系统，包括覆盖分析模块、干扰分析模块、频率分析模块、网络分析模 块；覆盖分析模块用以按照各种模型进行覆盖计算以及场强预测；干扰分析模块对各种相 同频率的不同业务应用之间干扰进行分析，划分在干扰情况下仍然可以提供服务的覆盖区 域；频率分析模块用以自动分配频率资源，使得各种业务在不相互干扰的前提下，对于无线 频率资源做更有效的利用；网络分析模块用以按照覆盖面积率和覆盖人口率来对网络覆盖 效果做评估；网络优化子系统，包括台站地理位置优化模块、发射功率优化模块、天线自动赋型 模块；台站地理位置优化模块用以根据网络规划要求自动选择补充发射点位置，或修正现 有发射点位置；发射功率优化模块用以在满足覆盖要求的基础上尽可能降低发射功率；天 线自动赋型模块用以针对覆盖效果较差的区域选择合理的天线发射方向，并计算出该区域 的有效覆盖范围。作为本发明的一种优选方案，所述系统还包括与数据库子系统连接的信息获取子 系统，用以获取各项信息；该信息获取子系统包括地理信息获取单元、台站数据获取单元、 天线数据获取单元、路测信息获取单元；地理信息获取单元用以获取广播电视覆盖区域的 海拔高度、建筑物高度、地貌结构；台站数据获取单元用以获取所有发射台的信息；所述信 息包含发射台地理位置、发射功率、发射天线高度、工作模式、带宽、覆盖门限计算；天线数 据获取单元用以获取各种发射天线的空间辐射能力数据；路测信息获取单元用以获取实际 网络建设后的测试数据，包括收测位置，接收电平、载干比信息，用于传播模型的校正。作为本发明的一种优选方案，所述网络设计子系统还包括覆盖分析模块，所述覆 盖分析模块的实现方法包括如下步骤步骤AO、载入基础高程信息，地貌信息；步骤A1、访问收发路径上的高程信息，获得地貌剖面图；在剖面图上，查找所有阻 挡电波传播的障碍物，获得所有的峰刃；步骤A2、对于距离近的一些锋刃进行合并处理；步骤A3、在这些锋刃中筛选出最大值，作为主峰刃；步骤A4、从发射点到主锋刃之间寻找一个最高锋刃，从主锋刃到接收点之间寻找 一个最高锋刃，将传播路线简化为三峰模型；步骤A5、使用daygouts模型进行散射计算；步骤A6、读取传播路线上的地貌信息；
步骤A7、进行有效高度计算，计算方法为取传播路径10%到90%距离内的平均高 度；步骤A8、在地貌中判断是否有海洋信息，若有海洋信息转至步骤A10，否则转至步 骤A9 ；步骤A9、直接使用okumura-hata模型进行场强预测计算；转步骤A13 ；步骤A10、判断是否有陆地信息，若有则转至步骤All，否则转至步骤A12 ；步骤All、根据传输路径上的陆地和海洋的比例，加权计算传输损耗；转步骤A13 ；步骤A12、全部海洋信息，使用双径模型计算传输损耗；转步骤A13 ；步骤A13、获得基础损耗；步骤A14、基础损耗与散射损耗叠加，获得总损耗；步骤A15、结束。作为本发明的一种优选方案，所述网络设计子系统还包括覆盖分析模块，所述覆 盖分析模块的实现方法包括如下步骤步骤B0、载入基础高程信息，地貌信息；步骤B1、在地貌中判断是否有海洋信息，有海洋信息转至步骤B2，否则转至步骤 B5 ；步骤B2、有海洋信息，判断是否有陆地信息，有则转至步骤B3，否则转至步骤B4 ；步骤B3、根据传输路径上的陆地和海洋的比例，加权计算传输损耗；转到步骤B6 ；步骤B4、调用海路传输损耗表格进行计算；转到步骤B6 ；步骤B5、调用陆路传输损耗表格进行计算；步骤B6、使用时间概率计算表格进行内插；步骤B7、使用工作频率计算表格进行内插；步骤B8、根据发射高度计算表格进行内插；步骤B9、根据传输距离进行内插计算；步骤B10、利用高程信息，进行遮蔽角修正计算；步骤B11、计算自由空间损耗；步骤B12、判断场强计算是否大于自由空间损耗，如小于则转到步骤B14，否则转 到步骤B13 ；步骤B13、使用传播修正；步骤B14，计算结束。进一步地，所述覆盖分析模块的实现方法包括如下步骤步骤B0、载入基础高程信息，地貌信息；步骤B1、在地貌中判断是否有海洋信息，有海洋信息转至步骤B2，否则转至步骤 B5 ；步骤B2、有海洋信息，判断是否有陆地信息，有则转至步骤B3，否则转至步骤B4 ；步骤B3、根据传输路径上的陆地和海洋的比例，加权计算传输损耗；转到步骤B6 ；步骤B4、调用海路传输损耗表格进行计算；转到步骤B6 ；步骤B5、调用陆路传输损耗表格进行计算；步骤B6、使用时间概率1%、10%、50%的计算表格进行内插；
步骤B7、使用工作频率100MHz、600MHz、2000MHz的计算表格进行内插；步骤B8、根据发射高度37. 5m、75m、150m、300m、600m、1200m计算表格进行内插；步骤B9、根据传输距离进行内插计算；步骤B10、利用高程信息，进行遮蔽角修正计算；步骤B11、计算自由空间损耗；步骤B12、判断场强计算是否大于自由空间损耗，如小于则转到步骤B14，否则转 到步骤B13 ；步骤B13、使用传播修正；步骤B14，计算结束。作为本发明的一种优选方案，所述网络设计子系统还包括干扰分析模块，所述干 扰分析模块的实现方法包括如下步骤步骤CO、载入基础高程信息，地貌信息；步骤C1、导入台站信息，包括预收台站和干扰台站；步骤C2、选用设定的模型，对所有台站进行覆盖场强计算；步骤C3、获得载干比，每个点的预收信号与干扰信号的比，即为载干比C/I ；步骤C4、获得覆盖概率，根据最小服务载干比要求，使用概率分布函数，计算得每 个点的覆盖成功率；步骤C5、获得最强干扰，在每个点上筛选最强的干扰台名称；步骤C6、获得最佳服务，在每个点上，寻找能够服务的提供台站；步骤C7、获得最佳服务场强，在每个点上标注最佳服务台站在该处的场强；步骤C8、获得覆盖区域，在每个点上标注被成功覆盖或者未能成功覆盖区域；步骤C9、获得最大服务，在每个点上，所收到最大的场强的台站来源；步骤C10、获得最大服务场强，在每个点上，所收到的最大的场强；步骤C11、获得最大服务个数，在每个点上，能为之提供高于最小场强的台站个 数；步骤C12、获得最强干扰，由于干扰台的影响，使得原先能服务的被干扰掉；步骤C13、获得最强干扰强度，由于干扰台的影响，使得原先能服务的被干扰掉； 干扰台站在该点的场强；步骤C14、结束。一种上述的广播电视覆盖网规划系统的实现方法，所述方法包括如下步骤步骤0、载入基础地理信息，包括行政地图、高程图、地貌图、建筑物高度图；步骤1、载入站台信息，包括规划目标、台站位置、发射功率、发射天线高度、发射频 率、工作模式；步骤2、选择需要计算的矢量范围，以矢量形式存储；步骤3、选择采用的计算模型；步骤4、调用相应的计算模块，进行覆盖场强计算；步骤5、将计算结果进行储蓄，并导入数据库；步骤6、利用计算结果进行覆盖分析，统计场强分布情况；步骤7、利用计算结果进行干扰分析，计算最大服务区域、干扰区域；
步骤8、利用计算结果进行网络分析，统计覆盖面积率和覆盖人口率；步骤9、利用计算结果进行频率分析，选择合理的频率；步骤10、根据计算结果，判定网络是否最佳配置；若是最佳配置，转步骤11，否则 转至步骤12 ；步骤11、更改台站信息，重复以上计算步骤；转步骤13 ；步骤12、网络参数已实现最佳配置，将计算结果生成图形显示界面；转步骤1 ；步骤13、结束。本发明的有益效果在于本发明提出的具备网络质量功能的广播电视覆盖网规划 系统，可快速获取广播电视覆盖网的网络质量信息。本发明并具有自动选址，自动优化发射 功率，自动天线参数赋型功能，可以实现在满足网络覆盖要求的前提下，降低建设成本和能 源消耗。同时，所述系统是一种通用系统，可适用于大中型城市广播电视覆盖网规划，符合 各类广播电视传输标准。此外，本发明系统具有覆盖效果模拟功能，可根据发射点位置，发 射点功率，天线高度，天线型号等参数模拟覆盖范围和场强分布情况。本发明按照人口覆盖 率要求，自动进行网络优化，在确保广播电视优质服务的基础上，保证高密度人群区域的信 号覆盖质量，看定期对网络参数进行调整以达到最优化。
图1为广播电视覆盖网规划系统的原理图。图2为本发明方法的流程图。图3为广播电视覆盖网规划系统的组成示意图。图4为基于hata模型的覆盖场强预测实现方法流程图。图5为基于itul546模型的覆盖场强预测实现方法流程图。图6为干扰分析模块实现方法的流程图。图7为网络分析模块实现方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。实施例一本发明首先揭示一种广播电视覆盖网的网络质量分析方法，请参阅图7，所述方法 包括如下步骤步骤DO、载入基础高程信息，地貌信息，台站信息；步骤D1、计算单频网中所有台站的覆盖场强；步骤D2、筛选出单频网中，接收覆盖场强大于覆盖门限减去保护率的台站；步骤D3、以最大覆盖场强的台站，作为比对的基准；步骤D4、计算其余台站与基准台站的时延差异；步骤D5、判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限，若大于覆盖门限转到步骤D9，否 则转到步骤D6 ；步骤D6，判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限减去保护率，若大于覆盖门限减去 保护率，转到步骤D7，否则转到步骤D8 ；
步骤D7，判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于保护率，转到步骤 D8，否则转到步骤D11 ；步骤D8、定义该区域为覆盖非服务区；转到步骤D15 ；步骤D9、判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于转到步骤D12，否则 转到步骤D10 ；步骤D10、判断不同发射点的时延差异是否小于保护间隔，如小于转到步骤D13， 否则转到步骤D11 ；步骤D11、定义该区域为覆盖非服务重叠区；转到步骤D15 ；步骤D12、定义该区域为覆盖服务非重叠区，场强相加；转到步骤D14 ；步骤D13、定义该区域为覆盖服务重叠区，场强相加；转到步骤D14 ；步骤D14，该区域正常接收；步骤D15，该区域无法正常接收。通过以上步骤，本发明可快速获取广播电视覆盖网的网络质量信息，为之后的规 划提供有效数据支持。实施例二本发明根据设计的台站数据、地理数据、天线数据等信息，采用合适的传播预测模 型，可以对广播电视覆盖网的覆盖场强进行预测，并且以图形化的方式提供给用户参考，预 测结果为网络分析的基础。根据场强分布情况，完成对各个发射点之间的干扰、总体覆盖情 况统计、合理频率选择等功能。覆盖网测试数据可以用于传播预测模型的参数校正，利用优 化后的模型对整个网络进行网络优化分析，最终完成整个覆盖网络的规划。请参阅图1、图3，本发明揭示了一种广播电视覆盖网规划系统，所述系统包括数 据库子系统20、网络设计子系统30、网络优化子系统40。本发明通过设置网络设计子系统 30、网络优化子系统40，具有自动选址，自动优化发射功率，自动天线参数赋型功能，可以实 现在满足网络覆盖要求的前提下，降低建设成本和能源消耗。以下具体介绍本发明系统的 各子系统。数据库子系统数据库子系统20包括地理信息数据库21、台站数据库22、天线数据库23、路测信 息数据库24，是网络设计与网络优化的计算依据。地理信息数据库21包含覆盖区域内海拔高度、建筑物高度、地貌结构信息，广播 电视信号传播计算需要利用地理信息数据对场强预测进行修正，设计出一种传播模型。台站数据库22为所有发射台的信息，该信息包含发射台地理位置、发射功率、发 射天线高度、工作模式、带宽、覆盖门限计算功能。天线数据库23为各种发射天线的空间辐射能力的表征。路测信息数据库24为实际网络建设后的测试数据，包括收测位置、接收电平、载 干比信息，用于传播模型的校正。网络设计子系统网络设计子系统30包括覆盖分析模块31、干扰分析模块32、频率分析模块33、网 络分析模块34。覆盖分析模块31用以按照各种模型进行覆盖计算以及场强预测。
干扰分析模块32对各种相同频率的不同业务应用之间干扰进行分析，划分在干 扰情况下仍然可以提供服务的覆盖区域。频率分析模块33用以自动分配频率资源，使得各种业务在不相互干扰的前提下， 对于无线频率资源做更有效的利用。网络分析模块34用以按照覆盖面积率和覆盖人口率来对网络覆盖效果做评估。覆盖分析樽块所述覆盖分析模块31可以基于hata模型。请参阅图4，基于hata模型的覆盖场 强预测实现方法可以包括如下步骤步骤AO、载入基础高程信息，地貌信息；步骤A1、访问收发路径上的高程信息，获得地貌剖面图；在剖面图上，查找所有阻 挡电波传播的障碍物，获得所有的峰刃；步骤A2、对于距离近的一些锋刃进行合并处理；步骤A3、在这些锋刃中筛选出最大值，作为主峰刃；步骤A4、从发射点到主锋刃之间寻找一个最高锋刃，从主锋刃到接收点之间寻找 一个最高锋刃，将传播路线简化为三峰模型；步骤A5、使用daygouts模型进行散射计算；步骤A6、读取传播路线上的地貌信息；步骤A 7、进行有效高度计算，计算方法为取传播路径10%到90%距离内的平均
高度；步骤A8、在地貌中判断是否有海洋信息，若有海洋信息转至步骤A10，否则转至步 骤A9 ；步骤A9、直接使用okumura-ha ta模型进行场强预测计算；转步骤A13 ；步骤A10、判断是否有陆地信息，若有则转至步骤Al 1，否则转至步骤A12 ；步骤All、根据传输路径上的陆地和海洋的比例，加权计算传输损耗；转步骤A13 ；步骤A12、全部海洋信息，使用双径模型计算传输损耗；转步骤A13 ；步骤A13、获得基础损耗；步骤A14、基础损耗与散射损耗叠加，获得总损耗；步骤A15、结束。所述覆盖分析模块31的实现方法可以基于itul546模型。请参阅图5，基于 itul546模型的覆盖场强预测的实现方法包括如下步骤步骤B0、载入基础高程信息，地貌信息；步骤B1、在地貌中判断是否有海洋信息，有海洋信息转至步骤B2，否则转至步骤 B5 ；步骤B2、有海洋信息，判断是否有陆地信息，有则转至步骤B3，否则转至步骤B4 ；步骤B3、根据传输路径上的陆地和海洋的比例，加权计算传输损耗；转到步骤B6 ；步骤B4、调用海路传输损耗表格进行计算；转到步骤B6 ；步骤B5、调用陆路传输损耗表格进行计算；步骤B6、使用时间概率计算表格进行内插，本实施例中，使用时间概率1%、10%、 50%的计算表格进行内插。当然，还可以用其他时间概率的计算表。
步骤B7、使用工作频率计算表格进行内插，本实施例中，使用工作频率100MHz、 600MHz,2000MHz的计算表格进行内插。当然，还可以用其他工作频率的计算表。步骤B8、根据发射高度计算表格进行内插，本实施例中，根据发射高度37. 5m、 75m、150m、300m、600m、1200m计算表格进行内插。当然，还可以用其他发射高度的计算表。步骤B9、根据传输距离进行内插计算；步骤B10、利用高程信息，进行遮蔽角修正计算；步骤B11、计算自由空间损耗；步骤B12、判断场强计算是否大于自由空间损耗，如小于则转到步骤B14，否则转 到步骤B13 ；步骤B13、使用传播修正；步骤B14，计算结束。干扰分析樽块请参阅图6，所述干扰分析模块32的实现方法包括如下步骤步骤CO、载入基础高程信息，地貌信息；步骤C1、导入台站信息，包括预收台站和干扰台站；步骤C2、选用设定的模型，对所有台站进行覆盖场强计算；步骤C3、获得载干比，每个点的预收信号与干扰信号的比，即为载干比C/I ；步骤C4、获得覆盖概率，根据最小服务载干比要求，使用概率分布函数，计算得每 个点的覆盖成功率；步骤C5、获得最强干扰，在每个点上筛选最强的干扰台名称；步骤C6、获得最佳服务，在每个点上，寻找能够服务的提供台站；步骤C7、获得最佳服务场强，在每个点上标注最佳服务台站在该处的场强；步骤C8、获得覆盖区域，在每个点上标注被成功覆盖或者未能成功覆盖区域；步骤C9、获得最大服务，在每个点上，所收到最大的场强的台站来源；步骤C10、获得最大服务场强，在每个点上，所收到的最大的场强；步骤C11、获得最大服务个数，在每个点上，能为之提供高于最小场强的台站个 数；步骤C12、获得最强干扰，由于干扰台的影响，使得原先能服务的被干扰掉；步骤C13、获得最强干扰强度，由于干扰台的影响，使得原先能服务的被干扰掉； 干扰台站在该点的场强；步骤C14、结束。网络分析模块请参阅图7，所述网络分析模块34的实现方法包括如下步骤步骤DO、载入基础高程信息，地貌信息，台站信息；步骤D1、计算单频网中所有台站的覆盖场强；步骤D2、筛选出单频网中，接收点覆盖场强大于覆盖门限减去保护率的台站；步骤D3、以最大覆盖场强的台站，作为比对的基准；步骤D4、计算其余台站与基准台站的时延差异；步骤D5、判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限，若大于覆盖门限转到步骤D9，否则转到步骤D6 ；步骤D6，判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限减去保护率，若大于覆盖门限减去 保护率，转到步骤D7，否则转到步骤D8 ；步骤D7，判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于保护率，转到步骤 D8，否则转到步骤D11 ；步骤D8、定义该区域为覆盖非服务区；转到步骤D15 ；步骤D9、判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于转到步骤D12，否则 转到步骤D10 ；步骤D10、判断不同发射点的时延差异是否小于保护间隔，如小于转到步骤D13， 否则转到步骤D11 ；步骤D11、定义该区域为覆盖非服务重叠区；转到步骤D15 ；步骤D12、定义该区域为覆盖服务非重叠区，场强相加；转到步骤D14 ；步骤D13、定义该区域为覆盖服务重叠区，场强相加；转到步骤D14 ；步骤D14，该区域正常接收；步骤D15，该区域无法正常接收。网络优化子系统网络优化子系统40包括台站地理位置优化模块41、发射功率优化模块42、天线自 动赋型模块43。台站地理位置优化模块41用以根据网络规划要求自动选择补充发射点位置，或 修正现有发射点位置。发射功率优化模块42用以在满足覆盖要求的基础上尽可能降低发射功率。天线自动赋型模块43用以针对覆盖效果较差的区域选择最合理的天线发射方 向，并计算出该区域的有效覆盖范围。信息获取子系统此外，所述系统还可以包括与数据库子系统连接的信息获取子系统10，用以获取 各项信息。信息获取子系统10包括地理信息获取单元11、台站数据获取单元12、天线数据 获取单元13、路测信息获取单元14。地理信息获取单元11用以获取广播电视覆盖区域的海拔高度、建筑物高度、地貌 结构；台站数据获取单元12用以获取所有发射台的信息，所述信息包含发射台地理位置、 发射功率、发射天线高度、工作模式、带宽、覆盖门限计算；天线数据获取单元13用以获取 各种发射天线的空间辐射能力数据；路测信息获取单元14用以获取实际网络建设后的测 试数据，包括收测位置，接收电平、载干比信息，用于传播模型的校正。以上介绍了本发明规划系统的组成部分，本发明在揭示上述系统的同时，还揭示 了上述系统的实现方法；请参阅图2，所述方法包括如下步骤步骤0、载入基础地理信息，包括行政地图、高程图、地貌图、建筑物高度图；步骤1、载入站台信息，包括规划目标、台站位置、发射功率、发射天线高度、发射频 率、工作模式；步骤2、选择需要计算的矢量范围，以矢量形式存储；步骤3、选择采用的计算模型；
步骤4、调用相应的计算模块，进行覆盖场强计算；步骤5、将计算结果进行储蓄，并导入数据库；步骤6、利用计算结果进行覆盖分析，统计场强分布情况；覆盖分析的具体实现方 法可以参考上述关于系统的描述。步骤7、利用计算结果进行干扰分析，计算最大服务区域、干扰区域；干扰分析的 具体实现方法可以参考上述关于系统的描述。步骤8、利用计算结果进行网络分析，统计覆盖面积率和覆盖人口率；网络分析的 具体实现方法可以参考上述关于系统的描述。步骤9、利用计算结果进行频率分析，选择最合理的频率；本发明中频率分析的方 法可以使用现有技术，不是本发明的改进重点。步骤10、根据计算结果，判定网络是否最佳配置；若是最佳配置，转步骤11，否则 转至步骤12 ；步骤11、更改台站信息，重复以上计算步骤；转步骤13 ；步骤12、网络参数已实现最佳配置，将计算结果生成图形显示界面；转步骤1 ；步骤13、结束。综上所述，本发明提出的广播电视覆盖网规划系统及方法，具有自动选址，自动优 化发射功率，自动天线参数赋型功能，可以实现在满足网络覆盖要求的前提下，降低建设成 本和能源消耗。同时，所述系统是一种通用系统，可适用于大中型城市广播电视覆盖网规 划，符合各类广播电视传输标准。此外，本发明系统具有覆盖效果模拟功能，可根据发射点 位置，发射点功率，天线高度，天线型号等参数模拟覆盖范围和场强分布情况。本发明按照 人口覆盖率要求，自动进行网络优化，在确保广播电视优质服务的基础上，保证高密度人群 区域的信号覆盖质量，看定期对网络参数进行调整以达到最优化。这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例 中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实 施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明 的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、 材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进 行其它变形和改变。
权利要求
一种广播电视覆盖网的网络质量分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤步骤D0、载入基础高程信息，地貌信息，台站信息；步骤D1、计算单频网中所有台站的覆盖场强；步骤D2、筛选出单频网中，接收点覆盖场强大于覆盖门限减去保护率的台站；步骤D3、以最大覆盖场强的台站，作为比对的基准；步骤D4、计算其余台站与基准台站的时延差异；步骤D5、判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限，若大于覆盖门限转到步骤D9，否则转到步骤D6；步骤D6，判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限减去保护率，若大于覆盖门限减去保护率，转到步骤D7，否则转到步骤D8；步骤D7，判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于保护率，转到步骤D8，否则转到步骤D11；步骤D8、定义该区域为覆盖非服务区；转到步骤D15；步骤D9、判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于转到步骤D12，否则转到步骤D10；步骤D10、判断不同发射点的时延差异是否小于保护间隔，如小于转到步骤D13，否则转到步骤D11；步骤D11、定义该区域为覆盖非服务重叠区；转到步骤D15；步骤D12、定义该区域为覆盖服务非重叠区，场强相加；转到步骤D14；步骤D13、定义该区域为覆盖服务重叠区，场强相加；转到步骤D14；步骤D14，该区域正常接收；步骤D15，该区域无法正常接收。
2.一种广播电视覆盖网规划系统，其特征在于，所述系统包括数据库子系统，包括地理信息数据库、台站数据库、天线数据库、路测信息数据库； 网络设计子系统，包括网络分析模块；网络分析模块用以按照覆盖面积率和覆盖人口 率来对网络覆盖效果做评估；网络优化子系统，包括台站地理位置优化模块、发射功率优化模块、天线自动赋型模块；所述网络分析模块的实现方法包括如下步骤 步骤DO、载入基础高程信息，地貌信息，台站信息； 步骤D1、计算单频网中所有台站的覆盖场强；步骤D2、筛选出单频网中，接收点覆盖场强大于覆盖门限减去保护率的台站； 步骤D3、以最大覆盖场强的台站，作为比对的基准； 步骤D4、计算其余台站与基准台站的时延差异；步骤D5、判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限，若大于覆盖门限转到步骤D9，否则转 到步骤D6 ；步骤D6，判断最大覆盖场强是否大于覆盖门限减去保护率，若大于覆盖门限减去保护 率，转到步骤D7，否则转到步骤D8 ；步骤D7，判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于保护率，转到步骤D8，否则转到步骤Dll ；步骤D8、定义该区域为覆盖非服务区；转到步骤D15 ；步骤D9、判断不同发射点的场强差异是否大于保护率，如大于转到步骤D12，否则转到 步骤DlO ；步骤D10、判断不同发射点的时延差异是否小于保护间隔，如小于转到步骤D13，否则 转到步骤Dll ；步骤D11、定义该区域为覆盖非服务重叠区；转到步骤D15 ； 步骤D12、定义该区域为覆盖服务非重叠区，场强相加；转到步骤D14 ； 步骤D13、定义该区域为覆盖服务重叠区，场强相加；转到步骤D14 ； 步骤D14，该区域正常接收； 步骤D15，该区域无法正常接收。
3.根据权利要求2所述的广播电视覆盖网规划系统，其特征在于所述系统还包括与数据库子系统连接的信息获取子系统，用以获取各项信息；该信息 获取子系统包括地理信息获取单元、台站数据获取单元、天线数据获取单元、路测信息获取 单元；地理信息获取单元用以获取广播电视覆盖区域的海拔高度、建筑物高度、地貌结构； 台站数据获取单元用以获取所有发射台的信息；所述信息包含发射台地理位置、发射 功率、发射天线高度、工作模式、带宽、覆盖门限计算；天线数据获取单元用以获取各种发射天线的空间辐射能力数据； 路测信息获取单元用以获取实际网络建设后的测试数据，包括收测位置，接收电平、载 干比信息，用于传播模型的校正。
4.根据权利要求2所述的广播电视覆盖网规划系统，其特征在于所述网络设计子系统还包括覆盖分析模块，所述覆盖分析模块的实现方法包括如下步骤步骤AO、载入基础高程信息，地貌信息；步骤Al、访问收发路径上的高程信息，获得地貌剖面图；在剖面图上，查找所有阻挡电 波传播的障碍物，获得所有的峰刃；步骤A2、对于距离近的一些锋刃进行合并处理； 步骤A3、在这些锋刃中筛选出最大值，作为主峰刃；步骤A4、从发射点到主锋刃之间寻找一个最高锋刃，从主锋刃到接收点之间寻找一个 最高锋刃，将传播路线简化为三峰模型；步骤A5、使用daygouts模型进行散射计算； 步骤A6、读取传播路线上的地貌信息；步骤A7、进行有效高度计算，计算方法为取传播路径10%到90%距离内的平均高度； 步骤A8、在地貌中判断是否有海洋信息，若有海洋信息转至步骤A10，否则转至步骤A9 ；步骤A9、直接使用okumura-hata模型进行场强预测计算；转步骤A13 ； 步骤A10、判断是否有陆地信息，若有则转至步骤All，否则转至步骤A12 ； 步骤All、根据传输路径上的陆地和海洋的比例，加权计算传输损耗；转步骤A13 ；步骤A12、全部海洋信息，使用双径模型计算传输损耗；转步骤A13 ； 步骤A13、获得基础损耗； 步骤A14、基础损耗与散射损耗叠加，获得总损耗； 步骤A15、结束。
5.根据权利要求2所述的广播电视覆盖网规划系统，其特征在于所述网络设计子系统还包括覆盖分析模块，所述覆盖分析模块的实现方法包括如下步骤步骤B0、载入基础高程信息，地貌信息；步骤Bi、在地貌中判断是否有海洋信息，有海洋信息转至步骤B2，否则转至步骤B5 ；步骤B2、有海洋信息，判断是否有陆地信息，有则转至步骤B3，否则转至步骤B4 ；步骤B3、根据传输路径上的陆地和海洋的比例，加权计算传输损耗；转到步骤B6 ；步骤B4、调用海路传输损耗表格进行计算；转到步骤B6步骤B5、调用陆路传输损耗表格进行计算；步骤B6、使用时间概率计算表格进行内插；步骤B7、使用工作频率计算表格进行内插；步骤B8、根据发射高度计算表格进行内插；步骤B9、根据传输距离进行内插计算；步骤B10、利用高程信息，进行遮蔽角修正计算；步骤B11、计算自由空间损耗；步骤B12、判断场强计算是否大于自由空间损耗，如小于则转到步骤B14，否则转到步 骤 B13 ；步骤B13、使用传播修正； 步骤B14，计算结束。
6.根据权利要求5所述的广播电视覆盖网规划系统，其特征在于 所述覆盖分析模块的实现方法包括如下步骤步骤B0、载入基础高程信息，地貌信息；步骤Bi、在地貌中判断是否有海洋信息，有海洋信息转至步骤B2，否则转至步骤B5 ；步骤B2、有海洋信息，判断是否有陆地信息，有则转至步骤B3，否则转至步骤B4 ；步骤B3、根据传输路径上的陆地和海洋的比例，加权计算传输损耗；转到步骤B6 ；步骤B4、调用海路传输损耗表格进行计算；转到步骤B6 ；步骤B5、调用陆路传输损耗表格进行计算；步骤B6、使用时间概率1%、10%、50%的计算表格进行内插；步骤B7、使用工作频率IOOMHz、600MHz、2000MHz的计算表格进行内插；步骤B8、根据发射高度37. 5m、75m、150m、300m、600m、1200m计算表格进行内插；步骤B9、根据传输距离进行内插计算；步骤B10、利用高程信息，进行遮蔽角修正计算；步骤B11、计算自由空间损耗；步骤B12、判断场强计算是否大于自由空间损耗，如小于则转到步骤B14，否则转到步 骤 B13 ；步骤B13、使用传播修正； 步骤B14，计算结束。
7.根据权利要求2所述的广播电视覆盖网规划系统，其特征在于 所述网络设计子系统还包括干扰分析模块，所述干扰分析模块的实现方法包括如下步骤步骤CO、载入基础高程信息，地貌信息； 步骤Cl、导入台站信息，包括预收台站和干扰台站； 步骤C2、选用设定的模型，对所有台站进行覆盖场强计算； 步骤C 3、获得载干比，每个点的预收信号与干扰信号的比，即为载干比C/I ； 步骤C4、获得覆盖概率，根据最小服务载干比要求，使用概率分布函数，计算得每个点 的覆盖成功率；步骤C5、获得最强干扰，在每个点上筛选最强的干扰台名称； 步骤C6、获得最佳服务，在每个点上，寻找能够服务的提供台站； 步骤C7、获得最佳服务场强，在每个点上标注最佳服务台站在该处的场强； 步骤C8、获得覆盖区域，在每个点上标注被成功覆盖或者未能成功覆盖区域； 步骤C9、获得最大服务，在每个点上，所收到最大的场强的台站来源； 步骤C10、获得最大服务场强，在每个点上，所收到的最大的场强； 步骤C11、获得最大服务个数，在每个点上，能为之提供高于最小场强的台站个数； 步骤C12、获得最强干扰，由于干扰台的影响，使得原先能服务的被干扰掉； 步骤C13、获得最强干扰强度，由于干扰台的影响，使得原先能服务的被干扰掉；干扰 台站在该点的场强； 步骤C14、结束。
全文摘要
本发明揭示了一种广播电视覆盖网的网络质量分析方法及规划系统，所述系统包括数据库子系统、网络设计子系统、网络优化子系统；数据库子系统包括地理信息数据库、台站数据库、天线数据库、路测信息数据库；网络设计子系统包括覆盖分析模块、干扰分析模块、频率分析模块、网络分析模块；网络优化子系统包括台站地理位置优化模块、发射功率优化模块、天线自动赋型模块。本发明可快速获取广播电视覆盖网的网络质量信息，并具有自动选址，自动优化发射功率，自动天线参数赋型功能，可以实现在满足网络覆盖要求的前提下，降低建设成本和能源消耗。
文档编号H04W16/18GK101854642SQ20101014437
公开日2010年10月6日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者丁宁, 戴懿贺, 王斌, 章丽君 申请人:上海东方明珠广播电视研究发展有限公司