in einer Kombination
aus graphentheoretischen Parametern und dem Packungsproblem.
Betrachten wir dazu eine Clique W des Kopplungsgraphen G = (V,E). Die
Gesamtheit aller innerhalb dieser Clique angeforderten Dienste bezeichnen wir mit RW,
d. h., es ist RW =
wWRw. Da die Knoten einer Clique alle paarweise benachbart
sind, muss jeder Block, der einem Knoten aus W zugewiesen wird, einen eigenen
Kanal erhalten. Da die Gesamtheit dieser Blöcke aber einer Zerlegung von RW
entspricht, und pM(RW) die minimale Größe einer solchen Zerlegung ist, werden
unabhängig von der konkreten Blockzuweisung stets mindestens pM(RW) Kanäle zur
Versorgung aller Knoten in W benötigt. Der Wert pM(RW) stellt also eine
untere Schranke für die Kanalzahl dar, die für das gesamte Netz benötigt wird.
Die beste solche untere Schranke ist maxpM(RW), wobei das Maximum über
alle Cliquen W von G genommen wird. Wir bezeichnen diese Größe auch als
die Clique-Packungszahl. Die Clique-Packungszahl liefert uns also eine untere
Schranke für das DAB-Blockzuweisungsproblem. Der besondere Vorteil dieser
Kenngröße eines DAB-Netzes liegt darin, dass man sie aus den Eingabedaten
errechnen kann, ohne irgendwelche konkreten Blockzuweisungen berücksichtigen zu
müssen.
Da das Packungsproblem NP-vollständig ist, lässt sich auch die Clique-Packungszahl
nur näherungsweise mittels einer verallgemeinerten Variante des in Abschnitt 4.1
erwähnten Carraghan-Pardalos-Algorithmus‘ errechnen. In der Praxis verwendet man
dazu normalerweise die „Summen-Schranke“
ss/M, die eine untere Schranke für die
Packungszahl einer Menge liefert. (Z. B. hat die Dreier-Clique der Gebiete I, II und V in
Abb. 3 Anforderungen, deren Gesamtbandbreite 24 drei Blöcke erfordert; daher ist die
Blockzuweisung in Abb. 4(b) optimal.)
4.5. Experimentelle Ergebnisse
Der oben vorgestellte Lösungsansatz für das DAB-Blockzuweisungsproblem wurde
inzwischen im Rahmen einer Testumgebung realisiert und ersten Tests unterzogen. Wir
führten dazu verschiedene Testserien mit zufällig erzeugten Kopplungsgraphen und
Anforderungen durch. Als Kopplungsgraphen wurden dabei die bereits erwähnten
Einheitskreisscheiben-Graphen verwendet, die sehr oft als einfaches Modell für
Rundfunknetze verwendet werden und auf Grund ihrer geometrischen Struktur dem
Aufbau realer Sendernetze recht nahe kommen.
Die (recht typischen) Ergebnisse einer solchen Testreihe sind in Abb. 5 zusammengefasst.
Für diese Testreihe wurden n Kreisscheiben mit Durchmesser 0,25 im Einheitsquadrat
[0,1] × [0,1] und r Dienste mit zufälligen ganzzahligen Bandbreiten im Intervall [1,5]
verwendet. Die Blockgröße wurde auf M = 10 festgelegt. Jedem Knoten wurden
zwischen 1 und 5 Dienste zufällig als Anforderung zugewiesen. Um den Einfluss der
Parameter n und r auf die Ergebnisse der getesteten SFF- und GFF-Verfahren zu
untersuchen, wurden jeweils 20 Tests mit jeder Kombination von n {20,50,100} und
r {10,20,50,100} durchgeführt; dabei wurde jeweils eine bestimmte sequentielle
Färbungsheuristik, der sogenannte „Smallest-Last“-Algorithmus, zur Berechnung der
Kanalzuweisungen verwendet. Die dargestellten Ergebnisse beziehen sich auf die mit dem
SFF- und dem GFF-Algorithmus erzielten Resultate sowie das beste dieser
beiden (BEST). Dabei wurde jeweils die