高速泥漿脈沖數據傳輸系統(tǒng)調制解調算法研究.pdf

1、隨鉆泥漿脈沖遙測系統(tǒng)實時傳輸井底的定向數據、地層特性、鉆井參數等鉆井工程參數到地面，其中隨鉆數據傳輸廣泛采用泥漿脈沖傳輸技術。高速泥漿脈沖系統(tǒng)的實現是業(yè)內難題，目前國內仍處空白狀態(tài)。本文旨在建立一個傳輸速率可達12bps的高速泥漿數據傳輸系統(tǒng)。文章主要解決了信號調制方式的選擇、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。調制方式選擇方面，文章首先分析了泥漿脈沖數據傳輸系統(tǒng)信號產生的機理和信號傳輸特性，分別從降低信

2、號產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制和PSK調制作為系統(tǒng)的調制方案;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的單頻或者窄帶噪聲濾除;采用基于經驗波形的時域消噪方案可將信號帶內較為穩(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

3、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