HFCC高頻廣播協調軟件的設計與實現

寧曉衛（國家新聞出版電廣總局中央廣播電視發射二臺，北京 100045）

信 息 技 術

HFCC高頻廣播協調軟件的設計與實現

寧曉衛
（國家新聞出版電廣總局中央廣播電視發射二臺，北京 100045）

摘 要：本文介紹了HFCC高頻廣播協調軟件的研發背景、結構設計，重點闡述了軟件各個模塊的實現。最后說明了軟件的應用情況及優越性。

關鍵詞：HFCC；GIS；沖突分析；電路計算；運行圖；頻率總表；節目時間表；選頻

1 背景

HFCC（高頻協調組織），成立于1991年，主要從事全球短波頻率協調業務，每年春、秋季舉行兩次面對面短波頻率協調，促進全球短波需求數據共享。中華人民共和國廣播電視機構（RTPRC）1999年正式成為ABU-HFC和HFCC短波頻率協調會會員，通過與參會各廣播組織協調解決短波廣播頻率干擾問題。

為了保護我國廣播頻率資源的利益，提高協調效率，與國際上類似軟件相比較，HFCC高頻廣播協調軟件更側重協調、管理等綜合業務的處理，也更貼近我國頻率管理的業務需求。因此它不僅是一款單一的協調軟件，而是一款集電路預測、頻率協調、日常管理于一體的綜合性軟件。

2 需求分析與總體設計

2.1 需求分析

每次協調會議之前，各成員組織向HFCC組織提交自己的需求數據，HFCC組織將各個組織數據進行匯總，并發布在HFCC網站。各協調組織再根據網站發布的各組織之間頻率沖突信息表和需求總表，自主協調解決頻率沖突。協調后，各廣播組織將新的需求數據提交到HFCC組織。HFCC高頻廣播協調軟件的核心功能是為我國參會的協調人員提供決策支持，即快速、準確的為協調人員提供有價值的參考信息，包括雙方協調歷史、頻率的占用歷史、與我方需求相關的運行資料、監測效果、沖突雙方廣播覆蓋效果等。此外，軟件還需要存儲協調記錄、更改需求信息，并生成新的需求數據表。如需我方調整頻率，則要根據最新的需求總表快速選出可替代的頻率。

2.2 總體設計

根據以上分析，HFCC高頻協調軟件分為需求編輯器、沖突分析、電路計算、運行資料、監測效果和頻率管理六個功能模塊和數據維護、系統維護兩個系統工具模塊，如圖1所示。需求編輯器是軟件與智能調度系統、HFCC和ITU等國際頻率管理組織之間的需求數據交換接口，也是該軟件需求數據的來源。沖突分析是核心模塊，頻率協調的整個業務流程都在此模塊中完成。電路計算、運行資料管理、頻率管理和監測效果是相對獨立的四個功能模塊，它們不僅為頻率協調提供重要的參考依據，也是日常頻率管理工作中必不可少的工具。數據維護和系統維護保證軟件的穩定性和可靠性。

圖1 HFCC高頻廣播協調軟件結構

圖2 季節曲線計算

圖3 等值線計算

3 功能模塊實現

3.1 需求編輯器

需求數據是頻率協調和管理的基礎。需求編輯器是該軟件與智能調度系統及HFCC網站、ITU網站進行需求數據交換的接口。協調之前，通過需求編輯器可將不同來源的需求數據快速、準確地導入該軟件；協調后，又通過需求編輯器生成不同格式的新需求文件以提交給HFCC、ITU廣播組織或導入智能調度系統。需求編輯器中表格顯示需求數據供用戶查看，用戶還可對需求數據進行增加、刪除、修改、檢索、校驗等編輯。需求編輯器中調用了電路計算、運行資料管理、頻率管理等功能模塊，從不同方面展示需求信息以便用戶全面可了解。

3.2 沖突分析

沖突分析模塊是HFCC高頻廣播協調軟件的核心，制定協調計劃、頻率協調及協調工作記錄、輸出等所有與頻率協調相關的工作都在該模塊中完成。

（1）沖突數據下載及管理

2007年該軟件一期開始研發時，HFCC組織采用55/65dB場強計算沖突表，而自2009年春季協調會開始HFCC組織采用新的S/I信干比計算沖突表。二期研發后使軟件兼容了新的S/I沖突表并基于S/I沖突數據實現了電路計算、歷史數據查詢等一系列頻率協調業務。沖突分析模塊可直接鏈接到HFCC網站，將沖突表下載到軟件中進行查看、檢索并基于沖突數據展開頻率協調工作。通過該模塊還可臨時添加沖突數據，以保證協調工作的完全性。

（2）沖突分析

沖突分析是頻率協調的核心業務。在該模塊中調用了電路計算、運行資料管理、監測效果、頻率管理四個工具模塊，分別從不同的角度為協調人員提供決策支持。根據協調中需要的參照信息及協調流程，軟件將所有協調工作集成到一個界面來完成，協調人員需要的所有信息都可在沖突分模塊中快速獲得。協調過程中，根據沖突分析的結果可直接修改我方需求或添加新的需求，大大提高了協調工作的質量和效率。

圖4 服務區點計算

圖5 單點計算

3.3 電路計算

電路計算是有效預測電波覆蓋范圍和覆蓋效果的重要方法。在頻率協調和日常管理工作中，覆蓋效果和范圍都是重要的參考依據。頻率協調和管理人員需要快速、直觀的了解電路的基本覆蓋范圍和效果。便于用戶迅速掌握需要的信息。

（1）將GIS平臺與電路計算相結合

地理信息系統 （Geographic Information System，簡稱 GIS）是一種以采集、貯存、管理、分析和描述整個或部分地球表面與空間地理分布有關數據的空間信息系統，實現了地理數據的圖形化、可視化和與地理因素相關的可視化空間分析。HFCC高頻協調軟件將GIS平臺與電路計算相結合，以最直觀的方式展示廣播覆蓋效果。在二期研發中還將GIS平臺的空間查詢和空間分析功能應用到頻率協調和管理業務中，增強了用戶與GIS平臺的交互功能，使該軟件功能更加強大、內容更加豐富。

（2）采用Rec533計算模塊進行電路計算

Rec533計算模塊是國際電聯提供的目前使用最廣的電路計算模塊，德國之聲、美國VOV等均采用該模塊。HFCC高頻廣播協調軟件中的電路計算也采用Rec533計算模塊。在二期研發中，為提高計算速度，對REC 533模塊進行了重新封裝，采用多線程計算方式并發調用計算模塊。平均計算一條電路占用時間不到10s，以達到快速、準確的反應效果。

電路計算分為季節曲線計算、場型等值線計算和服務區點計算三種。季節曲線是場強值和可靠度值隨月份、時間變化的曲線，其結果以曲線圖或柱狀圖的形式呈現；場型等值線是場強和可靠度的等值線覆蓋范圍，計算結果以圖形化的方式在GIS平臺上顯示；服務區點計算是計算需求的目標服務區（Ciraf區）內每點處的場強值、可靠度值，計算結果也在GIS平臺上顯示。電路計算模塊還支持對任意一點場強和可靠度的計算查詢，用戶可在地圖上拾取任意一點計算該點的場強和可靠度值。

3.4 運行資料管理

運行資料模塊是將軟件中保存的需求數據經過組織或統計以運行圖、頻率總表、節目時間表等圖表形式表現，是頻率協調和管理中的重要參考依據。

（1）運行圖

運行圖即根據需求表數據，以圖表的方式顯示各個臺站或發射機房的發射機各時間段的運行狀態和所播出的節目等信息。在該模塊中，用戶可選擇查看某一臺站或某一機房內所有發射機的運行圖。

（2）頻率總表

頻率總表根據需求數據以圖表的方式顯示各廣播組織、各發射點在某個頻段范圍內的頻率使用情況。該模塊即支持查看單一需求表的頻率總表，也支持多個需求表的對比查看。

（3）節目時間表

節目時間表根據需求表數據，以表格形式顯示指定語言、指定時間段等條件下語言節目搭配信息。

（4）天線交換圖

天線交換圖以圖片的形式在軟件中存儲，當更改需求或增加新需求時，需要根據天線交換圖來判斷實際中設備是否能滿足播出的需要。

3.5 監測效果

監測效果是判定廣播覆蓋效果的重要參考依據。該軟件通過監測效果模塊建立起監測效果數據庫，為頻率協調和管理人員提供監測效果統計查詢功能。

3.6 頻率管理

頻率管理包括頻譜掃描、頻率統計和選頻三部分，分別以不同的角度對需求數據進行查詢統計，以獲得協調和管理所需要的參考信息。

（1）頻譜掃描

頻譜掃描根據用戶選擇的需求總表，以圖形和數據列表相結合的方式顯示指定頻段內頻率的使用情況。

（2）頻率統計

頻率統計通過對需求數據的查詢和統計幫助用戶實時了解當前任意區域或點的覆蓋情況以及各個臺站設備的工作情況。充分利用GIS平臺的空間查詢和空間分析功能，將頻率統計與GIS平臺結合。

（3）選頻

在頻率協調和管理工作中，當頻率覆蓋效果不理想或需求發生沖突時，需要找出能夠替代原來頻率且覆蓋效果理想的新頻率來替代它。選頻時，軟件首先根據指定的頻段、播音時間段和服務區等條件自動篩選出清靜頻率；篩選完成后，基于GIS平臺通過計算和兼容性分析再進行人工篩選，排除過路干擾的情況，最終篩選出可用頻率。選頻是頻率協調和管理中經常用到的重要工具。

結語

自2007年B級頻率協調會議使用以來，HFCC高頻廣播協調軟件經歷了多次頻率協調會的驗證。在協調過程為協調人員提供了快速、準確、科學的決策依據，大大提高了協調效率；在日常管理中的應用也促進了頻率管理工作的科學化、規范化和標準化，也為改進設備的合理配置和頻率資源的有效利用起到了良好的促進作用。

HFCC高頻廣播協調軟件雖已滿足目前頻率協調和管理的需求，但廣播頻率管理工作無窮盡。隨著廣播事業的不斷發展，頻率協調與管理工作的需求必將不斷發展、變化，HFCC頻率協調軟件還有待更進一步的研究和擴展。

參考文獻

[1]何大中.廣播與電視技術手冊（第1分冊）.系統與覆蓋網[M].北京：國防工業出版社，1990.

[2]王凌.智能優化算法及其應用[M].北京：清華大學出版社，2001.

中圖分類號：TN919

文獻標識碼：A