本文關(guān)鍵詞：高速泥漿脈沖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)算法研究

  更多相關(guān)文章： 高速泥漿脈沖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 調(diào)制 消噪 同步 均衡判決

【摘要】：隨鉆泥漿脈沖遙測系統(tǒng)實時傳輸井底的定向數(shù)據(jù)、地層特性、鉆井參數(shù)等鉆井工程參數(shù)到地面,其中隨鉆數(shù)據(jù)傳輸廣泛采用泥漿脈沖傳輸技術(shù)。高速泥漿脈沖系統(tǒng)的實現(xiàn)是業(yè)內(nèi)難題,目前國內(nèi)仍處空白狀態(tài)。本文旨在建立一個傳輸速率可達12bps的高速泥漿數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。文章主要解決了信號調(diào)制方式的選擇、信號噪聲的去除、信號同步和信號均衡與判決幾方面的問題并進行實驗驗證。調(diào)制方式選擇方面,文章首先分析了泥漿脈沖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)信號產(chǎn)生的機理和信號傳輸特性,分別從降低信號產(chǎn)生難度和減少衰減及提高抗噪性能和盡量避開泵噪聲角度出發(fā),選取基帶脈沖幅度調(diào)制和PSK調(diào)制作為系統(tǒng)的調(diào)制調(diào)制方案；噪聲消除方面,文章首先分析了系統(tǒng)中噪聲的組成成分,并將噪聲建模為準周期噪聲和高斯噪聲的疊加。通過采用有限脈沖響應濾波器,可以將信號帶外噪聲濾除；采用自適應陷波器可將泥漿脈沖信號帶內(nèi)的單頻或者窄帶噪聲濾除；采用基于經(jīng)驗波形的時域消噪方案可將信號帶內(nèi)較為穩(wěn)定的復雜噪聲消除。而雙傳感器自適應噪聲對消算法利用噪聲和信號傳播方向相反所產(chǎn)生的相位差,理論上可將一切與泥漿脈沖信號傳播方向相反的噪聲(包括信號回波)全部消除。信號同步方面主要包括信號的幀同步和載波同步兩方面。幀同步方面,文章給出了兩種方案,分別為利用泥漿脈沖系統(tǒng)特有的壓力抬升特性和m序列進行幀同步和利用Chirp信號優(yōu)良的自相關(guān)特性進行幀同步；載波同步文章采用通信系統(tǒng)中廣泛使用的判決反饋環(huán)進行載波同步。均衡和判決方面,文章首先從泥漿脈沖系統(tǒng)的通信環(huán)境出發(fā),對泥漿脈沖信道進行分析,得出泥漿脈沖信道是頻率選擇性信道,信道時延擴展較大,碼間干擾嚴重,并且存在時變特性,可采用基于RLS算法的自適應判決分數(shù)間隔反饋均衡器對接收信號進行均衡處理。最后,文章采用3000m水循環(huán)管線對所述高速泥漿脈沖系統(tǒng)進行實驗驗證,實驗表明,采用PAM調(diào)制方式數(shù)據(jù)傳輸速率在無數(shù)據(jù)壓縮的情況下可達到12bps,與斯倫貝謝和貝克休斯等國外知名油田技術(shù)服務公司開發(fā)的同類系統(tǒng)速率相當。
【關(guān)鍵詞】：高速泥漿脈沖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 調(diào)制 消噪 同步 均衡判決
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE92
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1. 緒論11-18
• 1.1. 研究背景11
• 1.2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1. 隨鉆測量及其數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)12-13
• 1.2.2. 泥漿脈沖數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)13-15
• 1.3. 研究目的和意義15-16
• 1.4. 主要研究內(nèi)容16-18
• 2. 泥漿脈沖信號調(diào)制方式研究18-24
• 2.1. 壓力波信號產(chǎn)生機理及傳輸特性18-19
• 2.1.1. 壓力波信號產(chǎn)生機理18
• 2.1.2. 壓力波信號傳輸特性18-19
• 2.2. 基帶脈沖幅度調(diào)制19-20
• 2.3. 二進制數(shù)字帶通調(diào)制20-22
• 2.4. 調(diào)制方式的比較與選擇22
• 2.5. 小結(jié)22-24
• 3. 泥漿脈沖信號噪聲消除算法研究24-37
• 3.1. 噪聲組成分析24-27
• 3.2. 頻域自適應消噪算法27-31
• 3.2.1. 有限沖擊響應濾波器27-28
• 3.2.2. 自適應陷波消噪28-31
• 3.3. 時域自適應消噪方案31-35
• 3.3.1. 基于經(jīng)驗波形的時域自適應消噪算法31-33
• 3.3.2. 雙傳感器自適應噪聲對消算法33-35
• 3.4. 小結(jié)35-37
• 4. 泥漿脈沖信號同步方案研究37-46
• 4.1. 泥漿脈沖信號幀同步方案37-42
• 4.1.1. 基于壓力抬升檢測與m序列的幀同步方案37-40
• 4.1.2. 基于Chirp信號的幀同步方案40-42
• 4.2. 泥漿脈沖信號載波同步方案42-45
• 4.3. 小結(jié)45-46
• 5. 泥漿脈沖信號的均衡與判決46-53
• 5.1. 泥漿信道特性46-47
• 5.2. 泥漿脈沖信號底壓消除算法47-49
• 5.2.1. 低通濾波方案47-48
• 5.2.2. 中值濾波與均值濾波方案48-49
• 5.3. 基于RLS算法的DFE均衡器49-51
• 5.4. 小結(jié)51-53
• 6. 實驗及其結(jié)果53-69
• 6.1. 泥漿脈沖信號地面采集系統(tǒng)集成53-58
• 6.2. 采集和解調(diào)程序編寫58-59
• 6.3. 3000m水循環(huán)系統(tǒng)介紹59-61
• 6.4. 高速泥漿脈沖系統(tǒng)實驗61-68
• 6.4.1. 發(fā)送端信號質(zhì)量評估方案61-63
• 6.4.2. 脈沖幅度調(diào)制方式63-67
• 6.4.3. PSK調(diào)制方式67-68
• 6.5. 小結(jié)68-69
• 7. 總結(jié)與展望69-72
• 7.1. 總結(jié)69-71
• 7.2. 展望71-72
• 參考文獻72-76

【參考文獻】

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本文編號：542997