[实用新型]一种负荷管理终端检测用窄带无线信号监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及负荷管理终端检测中的无线电通信技术、计算机软、微芯片硬件技术，尤其是涉及一种负荷管理终端检测用窄带无线信号监测装置。

背景技术

负荷管理终端(以下简称终端)是用电负荷管理系统中重用组成部件，它用于对客户端用电情况实施数据采集、控制、监测、抄表等，是一台集多项控制管理功能的就地装置。终端功能的完整性、稳定性将直接影响到整个负荷管理系统的运行性能，因此对入网终端的性能检测、质量把关将是非常重要的一个步骤。检测工作按照负荷管理系统和终端的技术标准和通信规约要求，在一个模拟实际主站、通信基站的仿真环境下进行，命令和数据是通过空间电磁波辐射传递。在检测过程中终端类型多种，主站一般由某一厂商开发，因此命令交互过程中经常会发生由于对规约的理解差异，导致不能互通。此时如果没有监测手段，问题就难以及时解决。

MSK(Minimum Frequency Shift Keying，最小移频键控)是移频键控(FSK)的一种改进型。在FSK调制方式中，每一码元的载波频率不变或者跳变一个固定值，而两个相邻的频率跳变码元信号，其相位是不连续的。所谓MSK方式，就是FSK信号相位始终保持连续变化的一种特殊方式。MSK是一种恒定包络连续相位的频率调制。我们一般称为最小移频键控，也称为快速移频键控(FFSK)。其中，“最小”是指MSK是以最小的调制指数(0.5)来获得正交信号；而“快速”是指与2PSK(相移键控最简单的一种形式)相比在同样的频带内，MSK能比2PSK的数据传输速率更高，其在带外的频谱分量比2PSK衰减更快。MSK调制方式针对一般的移频键控信号，其相位不连续、频偏较大、对于频谱的利用率较低等问题，在其信号调制方面做了部分的改进。

MSK的一般数学公式表达式：SMSK(t)＝cos[ω_ct+θ_k(t)]，其中，ω_c为载波角频率；θk(t)为附加相位函数；

时间变量t的数字化描述为kTs≤t≤(k+1)T_s，k＝0，1，2，……，T_s为码元宽度。

(1)MSK是一种恒定包络的调制信号；

θ_k(t)的数学化表述为θ_k(t)＝πA_k/2T_s*t+φ_k

A_k是输入第k个码元值，取值为±1，往往在一般数字信号中，采用0、1码来描述当前码元值，但是对于数学公式，我们不采用0码来进行运算，一般采用NRZ码来量化；

φ_k是第k个码元的相位常数，作用是保证其相位的连续性；

(2)由于φ_k的存在，保证了MSK的码元变换时，其相位为连续方式；

将θ_k(t)的数学公式带入MSK的数学表达式，我们得到：

MSK信号的两个频率分别为：

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)通过上述公式，MSK信号的调制指数为η＝0.5；

(4)通过对MSK信号功率谱的比较，MSK信号的功率谱更加紧凑，对邻道的干扰较小。

频偏是终端与主站进行无线电通信的重要指标。频偏的概念：调频波频率摆动的幅度，一般说的是最大频偏，它影响调频波的频谱带宽。但并不是说最大频偏越大，频谱带宽就一定越宽，这里面还有个调制指数的问题。调制指数直接影响移频波频谱的形状与带宽，一般说来，调制指数越大，移频波频谱的带宽越宽。而最大频偏是调制指数的一个决定因素，所以说它影响调频波的频谱带宽。

调制指数(m_f)＝最大频偏/调制低频的频率

在用电负荷管理系统中使用的电台为模拟调频电台，为16K0F3D的调制方式，即调制为调频方式、带宽为16KHz，调频波的载波随着音频调制信号的变化而在载波中心频率(未调制以前的中心频率)两边变化，每秒钟的频偏变化次数和音频信号的调制频率一致，如音频信号的频率为1KHZ，则载波的频偏变化次数也为每秒1K次。频偏的大小是随音频信号的振幅大小而定的。调制指数与调制频率相互关系如图1所示。