基于信道预均衡的测井电缆数据传输技术研究

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井中地震技术是指将适合于井中地震数据采集的接收系统、地震能量激发系统分别或者同时沉放到井中,进行地震数据采集,从而得到井中地震数据信息。由于地震数据传输存在传输通道多、数据量大的问题,数据能否准确高速的传输至地面将直接影响数据质量监控以及实时成果分析,因此地震数据采集系统采集到的测井数据高速准确的传输至地面接收机就显得至关重要。在本文中,为了提高井下测量设备采集到的数据的传输速率和在传输过程中的抗干扰畸变特性,对测井电缆的数据传输特性进行研究。虽然测井电缆以其可靠、稳定的优良传输性能在测井设备中得到了广泛的应用,但是以电缆作为测井数据传输介质时,其长度往往达到几千米,因此电缆内部的分布电阻、分布电容、分布电感等分布参数会对数据产生很大的影响,随着信号频率的增加产生的畸变影响也逐渐增大,此特性严重限制了数据传输的可用带宽,制约了测井数据的传输速率。针对测井数据传输系统因高频信号衰减严重而导致可用带宽有限的问题,本文提出预均衡技术,根据电缆的低通高阻特性对低频段信号幅值适当减小并增加高频段信号幅值。在发射功率受限的情况下对待发送数据的高频和低频信号的发射功率进行折中,使高频段数据仍然具有较好的幅值特性,进而有效的拓展了可用带宽并提升了高频信号信噪比,有效的提升了数据传输速率及稳定性。在本文中,采用正交频分复用(OFDM)调制编码技术和预均衡技术相结合,在FPGA硬件开发平台上设计实现了数据传输系统的发射和接收部分。在本文所设计的数据传输系统中数据可用带宽拓宽至300KHz,有效的提升了数据传输速率。以三千米长的七芯铠装测井电缆作为传输介质,对整个数据传输系统进行测试,数据有效带宽为300KHz,经过试验表明,整个数据传输系统能够准确解调出原发射数据,误码率低至10E-8,可以稳定的保持传输速率为1.1Mbit/s,整个数据传输系统达到了预期目标,满足对测井数据的准确实时传输要求。
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