随着广播电视数字化技术的发展与应用,新型数字地面业务如高清晰度电视、移动电视、数据广播、手机电视正逐步走进千家万户。新型业务的引入使得频率资源越来越紧张。频率指配是广播电视频率规划中的一项重要任务,是解决频率资源匮乏的有效途径。使用优化算法来解决大规模的频率指配问题是当前频率规划问题中的一个研究重点和方向,本文依托国家质量监督检验检疫总局科技公益专项基金项目数字电视国家标准推广实施关键技术及优化标准研制(200910245),对模拟退火算法在频率指配问题中的应用及其并行优化做了深入的研究。本文首先分析了我国广播电视频率的划分及其发展历史和几种常见的广播电视频率干扰情况,在已知发射机坐标和可用频率表,并考虑同、邻频约束和人口覆盖的基础上,建立了频率指配的数学模型。然后,根据模拟退火算法的基本思想及其与优化组合问题的相似性,着重探讨了Metropolis重要性抽样准则和Markov链理论。在此基础上,设计了求解频率指配问题的模拟退火算法,并研究了各个关键环节的参数设置及功能实现。然后,以局部搜索算法为参考,验证了模拟退火算法在求解频率指配问题上的优越性。接着从频率指配的可视化与地理信息辅助的角度出发,设计了基于MFC的频率指配模块,并实现了发射机坐标数据、人口数据、频率表数据的导入,同、邻频干扰图的显示查询以及基本的地图操作功能。因为在求解频率指配问题时,随着问题规模的增大和要求的指配方案质量的提高,模拟退火算法计算所需时间也随之增长,而冷却进度表不能从根本上提高算法运行的效率。所以,提出了模拟退火算法并行计算的思路,在分析并行计算的常见平台与相关的并行库基础上,探讨了并行算法的设计与性能评价指标,研究了模拟退火算法的三种并行方案,并提出了随机选择温度表的并行指配方案。最后,根据软件优化的相关理论,在多核平台下使用OpenMP对约束检测代码中的循环进行并行优化。实验表明,在求解较大规模的频率指配问题中有明显的加速效果。通过以上研究,本文建立了一个简易的频率指配数学模型,提出了解决频率指配问题的一般思路,实现了频率指配的可视化与地理信息辅助,并对频率指配的并行计算进行了有意义的探索,实现了较大规模频率指配问题的OpenMP并行优化,丰富了求解频率指配问题的理论和方法。