【CCBN】李雷雷：我国地面电视频率全数字规划研究
【摘要】3月22日，广科院、规划院、设计院联合研讨会在北京皇家大饭店召开。会上，国家新闻出版广电总局广播电视规划院李雷雷作了题为《我国地面电视频率全数字规划研究...
3月22日，广科院、规划院、设计院联合研讨会在北京皇家大饭店召开。会上，国家新闻出版广电总局广播电视规划院李雷雷作了题为《我国地面电视频率全数字规划研究》的精彩演讲。
图为：国家新闻出版广电总局广播电视规划院李雷雷
一、项目背景
在全世界范围内，数字化是广播电视发展的必然趋势。我国已经开始广播电视数字化进程，无论是在模拟电视向数字电视的过渡时期，还是在未来广播电视的全数字化时期，在广播电视频段内科学、合理、高效地规划国家宝贵紧缺的频率资源是一项影响深远、长期而复杂的系统工程。
发展历程：2006年：我国地面数字电视标准 GB 20600—2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》的颁布；2008年：在北京地区，开展地面数字电视广播高清业务和标清业务的试验播出；2012年：《地面数字电视广播覆盖网发展规划》通知(广发【2012】113号)的发布，明确了我国地面数字电视的发展目标和实施步骤；2015年：在全国范围，逐步开展了中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的建设。
我国地面模拟电视业务的开展已十分广泛，在模数过渡时期，为了确保模拟电视的正常播出和顺利过渡，从而导致我国地面数字电视可用频率资源异常紧张。由于地面模拟电视只能采用多频网的方式进行大区域的覆盖，亦使得模数过渡时期地面数字电视可用的频率资源非常零碎，并且不同的区域可用的频率通常各不相同。因此，从保护大量地面模拟电视服务区的角度，模数过渡时期地面数字电视的频率规划通常只能尽可能的挖掘、指配剩余可用的频率资源，而且通常只能在不同区域利用不同的频率组建多频网。
地面数字电视相对模拟电视最大的特点之一就是可组建单频网：同一个频率在大区域范围内实现相同节目的覆盖，从而可提高频率资源利用率，并为大区域移动接收等新业务应用提供网络平台。地面数字电视凭借数字化技术，能提供高、标清电视、数据推送等更丰富的业务内容和移动接收、便携接收等更多的业务应用模式。业务内容和应用的发展一方面对地面数字电视频率资源提出了更多的需求，另一方面也要求以地面数字电视单频网为主开展新业务提供可以不断优化的基础网络平台。
现有模数过渡时期的地面数字电视频率规划方法和频率指配状况将无法适应未来地面数字电视发展的需求。尤其是在地面模拟电视关闭之后的全数字化阶段，需要一个更为科学、合理、高效、完整的频率规划方案来满足地面数字电视业务和应用的发展需求。因此，随着我国地面模拟电视的逐步关闭，开展我国地面电视全数字频率规划研究是一项重要且紧迫的任务。
二、目标和工作步骤
项目目标: 结合我国地面模拟、数字电视的频率占用状况和未来地面数字电视业务应用需求，研究确定全数字时期的频率规划目标，充分利用地面数字电视的技术特点，高效、科学、合理的配置无线广播电视频率资源，制定适合我国国情的地面数字电视规划方案，为中央、省、地（市）、县级广播电视节目的无线数字化覆盖提供技术支撑，从而满足我国日益增长的地面广播电视频率需求以及地面电视全数字化覆盖目标。
1.研究分析我国地面电视广播的业务发展和频率规划现状，包括地面模拟电视、地面数字电视和移动多媒体广播的频率指配情况、网络配置情况和业务开展情况。掌握其使用和覆盖情况，为频率规划研究工作提供技术依据；
2.开展全国发展需求调研工作，围绕我国地面数字电视广播覆盖网发展规划的总目标以及推进目标，分析我国现阶段地面数字电视广播的应用发展需求；
3.兼顾业务现状和潜在业务发展需求，根据我国地面电视广播的运行机制和管理特点，确定我国现阶段地面数字电视频率规划的技术原则，为频率规划方法奠定技术基础；
4.研究、借鉴国际上主要国家或地区的地面数字电视广播规划方法，根据我国的具体情况，兼顾边境、边界及省际间地面电视频率干扰协调，提出我国现阶段地面数字电视的频率规划方法；
5.坚持共用共享，充分利用现有广播电视无线台站资源，降低从现状向全数字阶段的过渡成本，并兼顾地面电视业务发展需求（广播电视双向化业务等），制定适应我国现阶段地面数字电视频率规划方案。
三、全国规划调研的目的和内容
通过全国范围的实地调研，掌握各地地面电视广播业务的实际应用情况和现有频率规划方案的问题，了解地方广电主管部门对地面数字电视的发展需求和业务定位的考虑，以及其对地面电视全数字频率规划的规划原则、频率分配方法、频道使用方案的建议。
地面电视业务发展现状以及阶段模数过渡阶段中遇到的现实问题及原因；模拟的关闭计划，未来地面数字电视业务发展、频率使用的需求，以及对地面数字电视未来业务的定位和设想；关于地面电视全数字规划原则（全国、省内、省际和边境）的考虑；关于现有频率规划（方案）存在的问题、优化的方向以及如何处理模数过渡期的规划（方案）的建议；对频率分配方法、频道使用方案、频率预留（新业务）的建议；对于未来的地面电视全数字规划中，涉及覆盖网络、台站建设管理方面的考虑；对于未来地面电视全数字规划的方式与方法的建议等等。
四、全国规划调研基本情况
2016年11月，规划院开始组织开展，全国地面广播电视的规划调研工作。截至到2017年3月，已完成黑龙江、河北、北京、广西、山西、吉林、辽宁、天津、安徽、江苏、青海、四川、重庆和山东等14个省市的规划调研，调研的对象主要为地方广播电视主管部门以及地面电视的运维单位。
五、频率规划方法的研究
地面模拟电视的频率规划方法：我国电视广播的技术政策，要求模拟电视网络是由中央、省（自治区、直辖市）、市和县开办的电视节目组成四级混合覆盖网。1.在同一发射台（或虽不同发射台，但为同一服务区）内要避免同频、邻频、镜频、本振等有害干扰，并尽可能避开中频插拍的干扰。2.相邻服务区内的发射台要避免同频、邻频干扰，尽量避开图像镜频（n±9）的频道。
根据CCIR的报告和中国的实践，为作一个完整的面的覆盖，每一套模拟电视节目大约需要12个频道。
根据频道制约条件，模拟电视频道分组按照以下示意图进行安排，网络布局避免了相邻发射台不产生同频、邻频干扰，以及同台的各种干扰。
优先开展大区域范围单频网的频率规划，采用频率资源分配方式，对国家级、省级和州市级等大范围的单频网的频道使用进行划分。
而对于多频网的频道指配可以归结为在一定约束条件下的线性优化问题。如果所指配的频道数量接近与最大的不兼容台站组中所包含的台站数量，则可以认为这个解已接近“最佳”解。不兼容台站组是相互均不能共用同一频道的电台的集合，其中包含电台数目最大的那个组称为最大的不兼容电台组，由此可以粗略估计规划所需的频道数目下限。
在满足覆盖网中各台站频道数量要求的基础上，覆盖网的综合干扰水平应最小，占用频道数量应尽可能少，有效覆盖的面积和人口应尽可能大。目前已有许多方法用于解决此类问题，如顺序图着色算法、遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法等。
3月22日，广科院、规划院、设计院联合研讨会在北京皇家大饭店召开。会上，国家新闻出版广电总局广播电视规划院李雷雷作了题为《我国地面电视频率全数字规划研究》的精彩演讲。
图为：国家新闻出版广电总局广播电视规划院李雷雷
一、项目背景
在全世界范围内，数字化是广播电视发展的必然趋势。我国已经开始广播电视数字化进程，无论是在模拟电视向数字电视的过渡时期，还是在未来广播电视的全数字化时期，在广播电视频段内科学、合理、高效地规划国家宝贵紧缺的频率资源是一项影响深远、长期而复杂的系统工程。
发展历程：2006年：我国地面数字电视标准 GB 20600—2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》的颁布；2008年：在北京地区，开展地面数字电视广播高清业务和标清业务的试验播出；2012年：《地面数字电视广播覆盖网发展规划》通知(广发【2012】113号)的发布，明确了我国地面数字电视的发展目标和实施步骤；2015年：在全国范围，逐步开展了中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的建设。
我国地面模拟电视业务的开展已十分广泛，在模数过渡时期，为了确保模拟电视的正常播出和顺利过渡，从而导致我国地面数字电视可用频率资源异常紧张。由于地面模拟电视只能采用多频网的方式进行大区域的覆盖，亦使得模数过渡时期地面数字电视可用的频率资源非常零碎，并且不同的区域可用的频率通常各不相同。因此，从保护大量地面模拟电视服务区的角度，模数过渡时期地面数字电视的频率规划通常只能尽可能的挖掘、指配剩余可用的频率资源，而且通常只能在不同区域利用不同的频率组建多频网。
地面数字电视相对模拟电视最大的特点之一就是可组建单频网：同一个频率在大区域范围内实现相同节目的覆盖，从而可提高频率资源利用率，并为大区域移动接收等新业务应用提供网络平台。地面数字电视凭借数字化技术，能提供高、标清电视、数据推送等更丰富的业务内容和移动接收、便携接收等更多的业务应用模式。业务内容和应用的发展一方面对地面数字电视频率资源提出了更多的需求，另一方面也要求以地面数字电视单频网为主开展新业务提供可以不断优化的基础网络平台。
现有模数过渡时期的地面数字电视频率规划方法和频率指配状况将无法适应未来地面数字电视发展的需求。尤其是在地面模拟电视关闭之后的全数字化阶段，需要一个更为科学、合理、高效、完整的频率规划方案来满足地面数字电视业务和应用的发展需求。因此，随着我国地面模拟电视的逐步关闭，开展我国地面电视全数字频率规划研究是一项重要且紧迫的任务。
二、目标和工作步骤
项目目标: 结合我国地面模拟、数字电视的频率占用状况和未来地面数字电视业务应用需求，研究确定全数字时期的频率规划目标，充分利用地面数字电视的技术特点，高效、科学、合理的配置无线广播电视频率资源，制定适合我国国情的地面数字电视规划方案，为中央、省、地（市）、县级广播电视节目的无线数字化覆盖提供技术支撑，从而满足我国日益增长的地面广播电视频率需求以及地面电视全数字化覆盖目标。
1.研究分析我国地面电视广播的业务发展和频率规划现状，包括地面模拟电视、地面数字电视和移动多媒体广播的频率指配情况、网络配置情况和业务开展情况。掌握其使用和覆盖情况，为频率规划研究工作提供技术依据；
2.开展全国发展需求调研工作，围绕我国地面数字电视广播覆盖网发展规划的总目标以及推进目标，分析我国现阶段地面数字电视广播的应用发展需求；
3.兼顾业务现状和潜在业务发展需求，根据我国地面电视广播的运行机制和管理特点，确定我国现阶段地面数字电视频率规划的技术原则，为频率规划方法奠定技术基础；
4.研究、借鉴国际上主要国家或地区的地面数字电视广播规划方法，根据我国的具体情况，兼顾边境、边界及省际间地面电视频率干扰协调，提出我国现阶段地面数字电视的频率规划方法；
5.坚持共用共享，充分利用现有广播电视无线台站资源，降低从现状向全数字阶段的过渡成本，并兼顾地面电视业务发展需求（广播电视双向化业务等），制定适应我国现阶段地面数字电视频率规划方案。
三、全国规划调研的目的和内容
通过全国范围的实地调研，掌握各地地面电视广播业务的实际应用情况和现有频率规划方案的问题，了解地方广电主管部门对地面数字电视的发展需求和业务定位的考虑，以及其对地面电视全数字频率规划的规划原则、频率分配方法、频道使用方案的建议。
地面电视业务发展现状以及阶段模数过渡阶段中遇到的现实问题及原因；模拟的关闭计划，未来地面数字电视业务发展、频率使用的需求，以及对地面数字电视未来业务的定位和设想；关于地面电视全数字规划原则（全国、省内、省际和边境）的考虑；关于现有频率规划（方案）存在的问题、优化的方向以及如何处理模数过渡期的规划（方案）的建议；对频率分配方法、频道使用方案、频率预留（新业务）的建议；对于未来的地面电视全数字规划中，涉及覆盖网络、台站建设管理方面的考虑；对于未来地面电视全数字规划的方式与方法的建议等等。
四、全国规划调研基本情况
2016年11月，规划院开始组织开展，全国地面广播电视的规划调研工作。截至到2017年3月，已完成黑龙江、河北、北京、广西、山西、吉林、辽宁、天津、安徽、江苏、青海、四川、重庆和山东等14个省市的规划调研，调研的对象主要为地方广播电视主管部门以及地面电视的运维单位。
五、频率规划方法的研究
地面模拟电视的频率规划方法：我国电视广播的技术政策，要求模拟电视网络是由中央、省（自治区、直辖市）、市和县开办的电视节目组成四级混合覆盖网。1.在同一发射台（或虽不同发射台，但为同一服务区）内要避免同频、邻频、镜频、本振等有害干扰，并尽可能避开中频插拍的干扰。2.相邻服务区内的发射台要避免同频、邻频干扰，尽量避开图像镜频（n±9）的频道。
根据CCIR的报告和中国的实践，为作一个完整的面的覆盖，每一套模拟电视节目大约需要12个频道。
根据频道制约条件，模拟电视频道分组按照以下示意图进行安排，网络布局避免了相邻发射台不产生同频、邻频干扰，以及同台的各种干扰。
优先开展大区域范围单频网的频率规划，采用频率资源分配方式，对国家级、省级和州市级等大范围的单频网的频道使用进行划分。
而对于多频网的频道指配可以归结为在一定约束条件下的线性优化问题。如果所指配的频道数量接近与最大的不兼容台站组中所包含的台站数量，则可以认为这个解已接近“最佳”解。不兼容台站组是相互均不能共用同一频道的电台的集合，其中包含电台数目最大的那个组称为最大的不兼容电台组，由此可以粗略估计规划所需的频道数目下限。
在满足覆盖网中各台站频道数量要求的基础上，覆盖网的综合干扰水平应最小，占用频道数量应尽可能少，有效覆盖的面积和人口应尽可能大。目前已有许多方法用于解决此类问题，如顺序图着色算法、遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法等。
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