Σχεδίαση Δικτύων Επίγειας Ψηφιακής Ευρυεκπομπής Βασισμένη Σε Περιοχές Εκχώρησης Πόρων

Abstract

Οι εξελίξεις στην τυποποίηση συστημάτων επίγειας ψηφιακής ευρυεκπομπής δίνουν τη δυνατότητα σχεδιασμού δικτύων που δομικό συστατικό τους δεν αποτελεί η θέση εκπομπής, αλλά η περιοχή εξυπηρέτησης. Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιήθηκε σε πρόσφατα πλάνα επίγειας ψηφιακής ευρυεκπομπής, όπως το πλάνο επίγειου ψηφιακού ραδιοφώνου του Μάαστριχτ (2002, Ma-02) και το πλάνο επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης και ραδιοφώνου της Γενεύης (2006, GE-06). Κατά την ορολογία που εισάγεται, η περιοχή εξυπηρέτησης, ως δομικό στοιχείο του πλάνου συχνοτήτων, ονομάζεται περιοχή εκχώρησης πόρων (allotment).Στην παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζεται μια ολοκληρωμένη μεθοδολογία σχεδιασμού δικτύων επίγειας ψηφιακής τηλεόρασης βασισμένη σε περιοχές εκχώρησης πόρων σε 7 συνολικά κεφάλαια. Το πρώτο κεφάλαιο αποτελεί μια γενική ολιγοσέλιδη εισαγωγή του αναγνώστη στο γνωστικό πεδίο και το περιεχόμενο της διατριβής. Στο κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται οι παράμετροι και επιλογές που σχετίζονται με τον ορισμό των περιοχών εκχώρησης πόρων. Έμφαση δίνεται στον προσδιορισμό του ελάχιστου πεδίου που απαιτείται εντός της περιοχής για να επιτυγχάνεται η παροχή ενός συγκεκριμένου τύπου υπηρεσίας και πώς είναι δυνατή η πρόβλεψη του επιτυγχανόμενου πεδίου με τα δυο πιο διαδεδομένα μοντέλα διάδοσης που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό δικτύων ευρυεκπομπής. Στο τρίτο κεφάλαιο της διατριβής δίνεται η βάση για την πραγματοποίησης ανάλυσης παρεμβολών σε ένα δίκτυο allotments. Συγκεκριμένα, υπολογίζεται οι μέγιστη αποδεκτή συνολική παρεμβολή στα όρια ενός allotment με βάση τα χαρακτηριστικά του. Επειδή κατά το σχεδιασμό των περιοχών εκχώρησης πόρων κατά κανόνα δεν είναι γνωστή η ακριβής τελική υλοποίηση τους με δίκτυο πραγματικών πομπών, δίνεται βαρύτητα στη μοντελοποίηση της εξερχόμενης παρεμβολής με δίκτυα αναφοράς. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το πρόβλημα ανάθεσης φάσματος και εξειδικεύεται στις μορφές που θα το αντιμετωπίσουμε στα πλαίσια της διατριβής. Ακόμα, γίνεται επισκόπηση των βασικών αρχών λειτουργίας αλγόριθμων που έχουν χρησιμοποιηθείς τη βιβλιογραφία για την επίλυση παρόμοιων προβλημάτων ανάθεσης φάσματος. Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται οι εξής τεχνικές αντιμετώπισης του προβλήματος ανάθεσης φάσματος: ο ντετερμινιστικός αλγόριθμος διαδοχικής απονομής, καθώς και στοχαστικοί αλγόριθμοι (γενετικοί, προσομοιωμένη ανόπτηση, αναζήτηση με απαγορευμένες καταστάσεις). Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο προτεινόμενος αλγόριθμος κατανομής φάσματος, αναλύεται η υλοποίησή του για τις μορφές του προβλήματος που ορίστηκαν στο τέταρτο κεφάλαιο και αποτιμάται η επίδοσή του σε σχέση με την αξιοποιούμενη τεχνική επίλυσης του προβλήματος ανάθεσης φάσματος. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας σε ένα πραγματικό πρόβλημα σχεδίασης δικτύου επίγειας ψηφιακής ευρυεκπομπής και συγκεκριμένα στην κατασκευή του πλάνου συχνοτήτων DVB-T για τον ελλαδικό χώρο. Το κύριο μέρος της διατριβής ολοκληρώνεται με το έβδομο κεφάλαιο, όπου συνοψίζονται τα κυριότερα συμπεράσματα και παρουσιάζονται πιθανές μελλοντικές επεκτάσεις.