HFCC高频广播协调软件的设计与实现

宁晓卫

摘 要：本文介绍了HFCC高频广播协调软件的研发背景、结构设计，重点阐述了软件各个模块的实现。最后说明了软件的应用情况及优越性。

关键词：HFCC；GIS；冲突分析；电路计算；运行图；频率总表；节目时间表；选频

中图分类号：TN919 文献标识码：A

1 背景

HFCC（高频协调组织），成立于1991年，主要从事全球短波频率协调业务，每年春、秋季举行两次面对面短波频率协调，促进全球短波需求数据共享。中华人民共和国广播电视机构（RTPRC）1999年正式成为ABU-HFC和HFCC短波频率协调会会员，通过与参会各广播组织协调解决短波广播频率干扰问题。

为了保护我国广播频率资源的利益，提高协调效率，与国际上类似软件相比较，HFCC高频广播协调软件更侧重协调、管理等综合业务的处理，也更贴近我国频率管理的业务需求。因此它不仅是一款单一的协调软件，而是一款集电路预测、频率协调、日常管理于一体的综合性软件。

2 需求分析与总体设计

2.1 需求分析

每次协调会议之前，各成员组织向HFCC组织提交自己的需求数据，HFCC组织将各个组织数据进行汇总，并发布在HFCC网站。各协调组织再根据网站发布的各组织之间频率冲突信息表和需求总表，自主协调解决频率冲突。协调后，各广播组织将新的需求数据提交到HFCC组织。HFCC高频广播协调软件的核心功能是为我国参会的协调人员提供决策支持，即快速、准确的为协调人员提供有价值的参考信息，包括双方协调历史、频率的占用历史、与我方需求相关的运行资料、监测效果、冲突双方广播覆盖效果等。此外，软件还需要存储协调记录、更改需求信息，并生成新的需求数据表。如需我方调整频率，则要根据最新的需求总表快速选出可替代的频率。

2.2 总体设计

根据以上分析，HFCC高频协调软件分为需求编辑器、冲突分析、电路计算、运行资料、监测效果和频率管理六个功能模块和数据维护、系统维护两个系统工具模块，如图1所示。需求编辑器是软件与智能调度系统、HFCC和ITU等国际频率管理组织之间的需求数据交换接口，也是该软件需求数据的来源。冲突分析是核心模块，频率协调的整个业务流程都在此模块中完成。电路计算、运行资料管理、频率管理和监测效果是相对独立的四个功能模块，它们不仅为频率协调提供重要的参考依据，也是日常频率管理工作中必不可少的工具。数据维护和系统维护保证软件的稳定性和可靠性。

3 功能模块实现

3.1 需求编辑器

需求数据是频率协调和管理的基础。需求编辑器是该软件与智能调度系统及HFCC网站、ITU网站进行需求数据交换的接口。协调之前，通过需求编辑器可将不同来源的需求数据快速、准确地导入该软件；协调后，又通过需求编辑器生成不同格式的新需求文件以提交给HFCC、ITU广播组织或导入智能调度系统。需求编辑器中表格显示需求数据供用户查看，用户还可对需求数据进行增加、删除、修改、检索、校验等编辑。需求编辑器中调用了电路计算、运行资料管理、频率管理等功能模块，从不同方面展示需求信息以便用户全面可了解。

3.2 冲突分析

冲突分析模块是HFCC高频广播协调软件的核心，制定协调计划、频率协调及协调工作记录、输出等所有与频率协调相关的工作都在该模块中完成。

（1）冲突数据下载及管理

2007年该软件一期开始研发时，HFCC组织采用55/65dB场强计算冲突表，而自2009年春季协调会开始HFCC组织采用新的S/I信干比计算冲突表。二期研发后使软件兼容了新的S/I冲突表并基于S/I冲突数据实现了电路计算、历史数据查询等一系列频率协调业务。冲突分析模块可直接链接到HFCC网站，将冲突表下载到软件中进行查看、检索并基于冲突数据展开频率协调工作。通过该模块还可临时添加冲突数据，以保证协调工作的完全性。

（2）冲突分析

冲突分析是频率协调的核心业务。在该模块中调用了电路计算、运行资料管理、监测效果、频率管理四个工具模块，分别从不同的角度为协调人员提供决策支持。根据协调中需要的参照信息及协调流程，软件将所有协调工作集成到一个界面来完成，协调人员需要的所有信息都可在冲突分模块中快速获得。协调过程中，根据冲突分析的结果可直接修改我方需求或添加新的需求，大大提高了协调工作的质量和效率。

3.3 电路计算

电路计算是有效预测电波覆盖范围和覆盖效果的重要方法。在频率协调和日常管理工作中，覆盖效果和范围都是重要的参考依据。频率协调和管理人员需要快速、直观的了解电路的基本覆盖范围和效果。便于用户迅速掌握需要的信息。

（1）将GIS平台与电路计算相结合

地理信息系统 （Geographic Information System，简称 GIS）是一种以采集、贮存、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间地理分布有关数据的空间信息系统，实现了地理数据的图形化、可视化和与地理因素相关的可视化空间分析。HFCC高频协调软件将GIS平台与电路计算相结合，以最直观的方式展示广播覆盖效果。在二期研发中还将GIS平台的空间查询和空间分析功能应用到频率协调和管理业务中，增强了用户与GIS平台的交互功能，使该软件功能更加强大、内容更加丰富。

（2）采用Rec533计算模块进行电路计算

Rec533计算模块是国际电联提供的目前使用最广的电路计算模块，德国之声、美国VOV等均采用该模块。HFCC高频广播协调软件中的电路计算也采用Rec533计算模块。在二期研发中，为提高计算速度，对REC 533模块进行了重新封装，采用多线程计算方式并发调用计算模块。平均计算一条电路占用时间不到10s，以达到快速、准确的反应效果。

电路计算分为季节曲线计算、场型等值线计算和服务区点计算三种。季节曲线是场强值和可靠度值随月份、时间变化的曲线，其结果以曲线图或柱状图的形式呈现；场型等值线是场强和可靠度的等值线覆盖范围，计算结果以图形化的方式在GIS平台上显示；服务区点计算是计算需求的目标服务区（Ciraf区）内每点处的场强值、可靠度值，计算结果也在GIS平台上显示。电路计算模块还支持对任意一点场强和可靠度的计算查询，用户可在地图上拾取任意一点计算该点的场强和可靠度值。

3.4 运行资料管理

运行资料模块是将软件中保存的需求数据经过组织或统计以运行图、频率总表、节目时间表等图表形式表现，是频率协调和管理中的重要参考依据。

（1）运行图

运行图即根据需求表数据，以图表的方式显示各个台站或发射机房的发射机各时间段的运行状态和所播出的节目等信息。在该模块中，用户可选择查看某一台站或某一机房内所有发射机的运行图。

（2）频率总表

频率总表根据需求数据以图表的方式显示各广播组织、各发射点在某个频段范围内的频率使用情况。该模块即支持查看单一需求表的频率总表，也支持多个需求表的对比查看。

（3）节目时间表

节目时间表根据需求表数据，以表格形式显示指定语言、指定时间段等条件下语言节目搭配信息。

（4）天线交换图

天线交换图以图片的形式在软件中存储，当更改需求或增加新需求时，需要根据天线交换图来判断实际中设备是否能满足播出的需要。

3.5 监测效果

监测效果是判定广播覆盖效果的重要参考依据。该软件通过监测效果模块建立起监测效果数据库，为频率协调和管理人员提供监测效果统计查询功能。

3.6 频率管理

频率管理包括频谱扫描、频率统计和选频三部分，分别以不同的角度对需求数据进行查询统计，以获得协调和管理所需要的参考信息。

（1）频谱扫描

频谱扫描根据用户选择的需求总表，以图形和数据列表相结合的方式显示指定频段内频率的使用情况。

（2）频率统计

频率统计通过对需求数据的查询和统计帮助用户实时了解当前任意区域或点的覆盖情况以及各个台站设备的工作情况。充分利用GIS平台的空间查询和空间分析功能，将频率统计与GIS平台结合。

（3）选频

在频率协调和管理工作中，当频率覆盖效果不理想或需求发生冲突时，需要找出能够替代原来频率且覆盖效果理想的新频率来替代它。选频时，软件首先根据指定的频段、播音时间段和服务区等条件自动筛选出清静频率；筛选完成后，基于GIS平台通过计算和兼容性分析再进行人工筛选，排除过路干扰的情况，最终筛选出可用频率。选频是频率协调和管理中经常用到的重要工具。

结语

自2007年B级频率协调会议使用以来，HFCC高频广播协调软件经历了多次频率协调会的验证。在协调过程为协调人员提供了快速、准确、科学的决策依据，大大提高了协调效率；在日常管理中的应用也促进了频率管理工作的科学化、规范化和标准化，也为改进设备的合理配置和频率资源的有效利用起到了良好的促进作用。

HFCC高频广播协调软件虽已满足目前频率协调和管理的需求，但广播频率管理工作无穷尽。随着广播事业的不断发展，频率协调与管理工作的需求必将不断发展、变化，HFCC频率协调软件还有待更进一步的研究和扩展。

参考文献

[1]何大中.广播与电视技术手册（第1分册）.系统与覆盖网[M].北京：国防工业出版社，1990.

[2]王凌.智能优化算法及其应用[M].北京：清华大学出版社，2001.