[實用新型]一種負荷管理終端檢測用窄帶無線信號監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320216853.X
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN203206255U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金家培;何江銘;汪融
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及負荷管理終端檢測中的無線電通信技術(shù)、計算機軟、微芯片硬件技術(shù)，尤其是涉及一種負荷管理終端檢測用窄帶無線信號監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)

負荷管理終端(以下簡稱終端)是用電負荷管理系統(tǒng)中重用組成部件，它用于對客戶端用電情況實施數(shù)據(jù)采集、控制、監(jiān)測、抄表等，是一臺集多項控制管理功能的就地裝置。終端功能的完整性、穩(wěn)定性將直接影響到整個負荷管理系統(tǒng)的運行性能，因此對入網(wǎng)終端的性能檢測、質(zhì)量把關(guān)將是非常重要的一個步驟。檢測工作按照負荷管理系統(tǒng)和終端的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和通信規(guī)約要求，在一個模擬實際主站、通信基站的仿真環(huán)境下進行，命令和數(shù)據(jù)是通過空間電磁波輻射傳遞。在檢測過程中終端類型多種，主站一般由某一廠商開發(fā)，因此命令交互過程中經(jīng)常會發(fā)生由于對規(guī)約的理解差異，導(dǎo)致不能互通。此時如果沒有監(jiān)測手段，問題就難以及時解決。

MSK(Minimum?Frequency?Shift?Keying，最小移頻鍵控)是移頻鍵控(FSK)的一種改進型。在FSK調(diào)制方式中，每一碼元的載波頻率不變或者跳變一個固定值，而兩個相鄰的頻率跳變碼元信號，其相位是不連續(xù)的。所謂MSK方式，就是FSK信號相位始終保持連續(xù)變化的一種特殊方式。MSK是一種恒定包絡(luò)連續(xù)相位的頻率調(diào)制。我們一般稱為最小移頻鍵控，也稱為快速移頻鍵控(FFSK)。其中，“最小”是指MSK是以最小的調(diào)制指數(shù)(0.5)來獲得正交信號；而“快速”是指與2PSK(相移鍵控最簡單的一種形式)相比在同樣的頻帶內(nèi)，MSK能比2PSK的數(shù)據(jù)傳輸速率更高，其在帶外的頻譜分量比2PSK衰減更快。MSK調(diào)制方式針對一般的移頻鍵控信號，其相位不連續(xù)、頻偏較大、對于頻譜的利用率較低等問題，在其信號調(diào)制方面做了部分的改進。

MSK的一般數(shù)學(xué)公式表達式：SMSK(t)＝cos[ω_ct+θ_k(t)]，其中，ω_c為載波角頻率；θk(t)為附加相位函數(shù)；

時間變量t的數(shù)字化描述為kTs≤t≤(k+1)T_s，k＝0，1，2，……，T_s為碼元寬度。

(1)MSK是一種恒定包絡(luò)的調(diào)制信號；

θ_k(t)的數(shù)學(xué)化表述為θ_k(t)＝πA_k/2T_s*t+φ_k

A_k是輸入第k個碼元值，取值為±1，往往在一般數(shù)字信號中，采用0、1碼來描述當(dāng)前碼元值，但是對于數(shù)學(xué)公式，我們不采用0碼來進行運算，一般采用NRZ碼來量化；

φ_k是第k個碼元的相位常數(shù)，作用是保證其相位的連續(xù)性；

(2)由于φ_k的存在，保證了MSK的碼元變換時，其相位為連續(xù)方式；

將θ_k(t)的數(shù)學(xué)公式帶入MSK的數(shù)學(xué)表達式，我們得到：

MSK信號的兩個頻率分別為：

ξ₁＝ξ_c-1/4T_s，ξ₂＝ξ_c+1/4T_s

Δξ＝ξ₂-ξ₁＝1/2T_s→η＝Δξ*T_s＝0.5；

(3)通過上述公式，MSK信號的調(diào)制指數(shù)為η＝0.5；

(4)通過對MSK信號功率譜的比較，MSK信號的功率譜更加緊湊，對鄰道的干擾較小。

頻偏是終端與主站進行無線電通信的重要指標(biāo)。頻偏的概念：調(diào)頻波頻率擺動的幅度，一般說的是最大頻偏，它影響調(diào)頻波的頻譜帶寬。但并不是說最大頻偏越大，頻譜帶寬就一定越寬，這里面還有個調(diào)制指數(shù)的問題。調(diào)制指數(shù)直接影響移頻波頻譜的形狀與帶寬，一般說來，調(diào)制指數(shù)越大，移頻波頻譜的帶寬越寬。而最大頻偏是調(diào)制指數(shù)的一個決定因素，所以說它影響調(diào)頻波的頻譜帶寬。

調(diào)制指數(shù)(m_f)＝最大頻偏/調(diào)制低頻的頻率

在用電負荷管理系統(tǒng)中使用的電臺為模擬調(diào)頻電臺，為16K0F3D的調(diào)制方式，即調(diào)制為調(diào)頻方式、帶寬為16KHz，調(diào)頻波的載波隨著音頻調(diào)制信號的變化而在載波中心頻率(未調(diào)制以前的中心頻率)兩邊變化，每秒鐘的頻偏變化次數(shù)和音頻信號的調(diào)制頻率一致，如音頻信號的頻率為1KHZ，則載波的頻偏變化次數(shù)也為每秒1K次。頻偏的大小是隨音頻信號的振幅大小而定的。調(diào)制指數(shù)與調(diào)制頻率相互關(guān)系如圖1所示。