CN101202564B - 一种信道初始化方法 - Google Patents
一种信道初始化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101202564B CN101202564B CN2007101783032A CN200710178303A CN101202564B CN 101202564 B CN101202564 B CN 101202564B CN 2007101783032 A CN2007101783032 A CN 2007101783032A CN 200710178303 A CN200710178303 A CN 200710178303A CN 101202564 B CN101202564 B CN 101202564B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- channel
- modem
- training sequence
- training
- sequence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000011423 initialization method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 claims abstract description 71
- 238000012549 training Methods 0.000 claims abstract description 68
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 66
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 101150071746 Pbsn gene Proteins 0.000 claims 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 241000411851 herbal medicine Species 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
一种信道初始化方法，包含如下步骤：A1)地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送第一训练序列；B1)接收到第一训练序列的调制解调器完成信道激活、多载波时钟同步、多载波符号同步、多载波帧同步、AGC参数设置、发送功率调整、时域均衡器和频域均衡器的训练；C1)地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送第二训练序列；D1)接收到第二训练序列的调制解调器该训练序列进行子信道SNR估计，根据估计得到的SNR值对每一子信道进行比特及能量分配；E1)地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送子信道比特分配信息和子信道能量分配信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种信道初始化方法，尤其涉及一种用于测井电缆的信道初始化方法。
背景技术
测井系统通常包括地面设备(地面端设备)和井下仪器(井下端设备)两部分，地面设备和井下仪器通过测井电缆相连。井下仪器需要将采集得到的数据通过测井电缆传输到地面设备；而地面设备也需要将控制指令等数据传输到井下仪器。
测井作业始于20世纪二十年代～三十年代，测井系统经历了从模拟到数字的发展。目前已经发展到了第五代成像测井阶段。随着测井仪器的发展，对数据传输速率的需求也逐渐提高。
为了满足对数据传输速率不断提高的需求，大量的研究人员对测井传输技术进行研究。六十年代以前基本上采用调频、调幅等模拟调制方式传输模拟量，传输的数据量很少，传输速率也很低。八十年代，测井传输技术开始大量采用数字调制方式，但是数据传输速率仍然无法满足需求。
例如，阿特拉斯公司在八十年代中期研制成代号为3502的PCM(PulseCode Modulation，脉冲编码调制)调制器，传输速率仅为7.5 kbps。之后，该公司的调制解调技术开始采用曼彻斯特编码方式，传输速率提高到93.35kbps(型号为WTC3510)。
斯伦贝谢公司一直采用相移键控(Phase Shift Keying，简称PSK)调制方式传输数据。八十年代中期以前，研制出CCS和CTS两种型号的数字传输短节，其中CCS的传输速率为80kbps，CTS的传输速率为100kbps。CCS与CTS均采用BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控)调制技术。九十年代初研制出型号为MAX-500的成像测井系统，“MAX-500”中的“500”代表它的遥传系统数据上行传输速率可达500kb/s。斯伦贝谢公司的遥传系统称为DTS数字遥传系统，采用QAM(Quadrature AmplitudeModulation，正交幅度调制)技术，可达到500kbps的数据传输速率，基本上能够满足成像测仪器信息量传输的需要。在哈里伯顿公司推出的成像测井系统EXCELL-2000中，其遥传系统(型号为DITS)采用调制的二进制码传输，上传速率为217.6kbps。贝克-阿特拉斯公司推出的型号为ECLIPS-2000的成像测井系统中，其遥传系统(型号为WTC)采用曼彻斯特码传输，上传速率为230kbps。
但是，随着现代测井系统的实时性要求越来越高，地面设备和井下仪器之间需要传输的数据量越来越多，现在的测井系统的传输速率已无法满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提出一种用于测井电缆的高速率的信道初始化方法。
为了解决上述问题，本发明提供一种信道初始化方法，应用于包含通过测井电缆相连的地面端和井下端的测井通信系统中，其特征在于，该方法包含如下步骤：
A1)地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送第一训练序列；
B1)接收到第一训练序列的调制解调器完成信道激活、多载波时钟同步、多载波符号同步、多载波帧同步、AGC参数设置、发送功率调整、时域均衡器和频域均衡器的训练；
C1)地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送第二训练序列；
D1)接收到第二训练序列的调制解调器该训练序列进行子信道SNR估计，根据估计得到的SNR值对每一子信道进行比特及能量分配；
E1)地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送子信道比特分配信息和子信道能量分配信息。
此外，在所述步骤B1)和C1)之间还包含如下步骤：地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送第一ACK序列；
在所述步骤D1)和E1)之间还包含如下步骤：地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送第二ACK序列。
此外，所述第一训练序列和第二训练序列对应的信号由PRBS进行BPSK调制而成，BPSK星座的映射规则为1→-1，0→+1；PRBS的生成多项式为：x8+x6+x5+x4+1；所述第二训练序列与第一训练序列具有不同的相位。
此外，所述第一ACK序列和第二ACK序列对应的信号由PRBS进行BPSK调制而成，BPSK星座的映射规则为1→-1，0→+1；PRBS的生成多项式为：x8+x6+x5+x4+1；所述第一ACK序列、第二ACK序列与所述第一训练序列和第二训练序列具有不同的相位。
综上所述，采用本发明基于OFDM的数据发送、接收方法及装置，以及相应的信道初始化方法，在现有的测井电缆上大幅提高了数据传输速率，满足了井下仪器的大数据量的传输要求。
附图说明
图1是采用本发明信道初始化和数据传输方法的测井系统结构示意图；
图2是根据测井电缆所对应的OFDM基本参数进行信道划分的示意图；
图3是本发明实施例用于测井电缆的信道初始化方法流程图；
图4是本发明实施例数据发送装置中的调制器的系统结构示意图；
图5是本发明实施例数据传输方法中的调制方法的流程图；
图6是使用本发明实施例数据发送方法所形成的超帧结构示意图；
图7是本发明实施例数据发送装置中的解调器的系统结构示意图；
图8是本发明实施例数据传输解调方法的流程图。
具体实施方式
本发明的基本思路是，为了提高数据传输速率，将多载波技术，尤其是OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术应用于测井电缆的数据传输。
多载波技术就是通过频谱交叠的频分复用(FDM)等技术实现并行数据传输和多信道数据传输，以提高数据的传输速率。其中，通常采用离散傅立叶变换(DFT)来实现FDM方案。
在各种FDM技术中，基于多载波方案的OFDM技术是通信技术领域最有发展前景的调制解调技术之一。OFDM将速率很高的信息码流分成许多低速码流，在一组正交的子信道上进行并行传输。采用OFDM技术可以扩展子信道传输符号的宽度，从而大大简化接收机中均衡器的设计。同时OFDM技术采用时间保护间隔(简称TGI)有效地去除符号间干扰(简称ISI)，克服了小于TGI的信道时延扩展。另一方面，利用子载波间的正交性，OFDM技术有效地提高了频谱利用率。与传统的单载波技术相比，OFDM具有较高的频谱利用率，其频谱利用率随着子信道数目的增加而趋近Nyquist(奈奎斯特)极限，并且可以根据每个子信道的传输条件进行自适应的比特和能量(功率)分配，以充分利用信道容量，提高传输速率。
下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
图1是采用本发明信道初始化和数据传输方法的测井系统结构示意图。如图1所示，该系统包含：地面端，井下端，和连接地面端与井下端的测井电缆。
地面端包含：地面终端，地面终端接口，COFDM(Coded OrthogonalFrequency Division Multiplexing，编码正交频分多路复用)调制器B，COFDM解调器B，地面电缆接口。
井下端包含：井下仪器，井下仪器接口，COFDM调制器A，COFDM解调器A，井下电缆接口。
地面终端通过地面终端接口与COFDM调制器B和COFDM解调器B相连，发送和接收数据。
COFDM调制器B从地面终端接口接收待发送数据，调制后通过地面电缆接口承载在测井电缆上发送至井下端。
COFDM解调器B通过地面电缆接口接收井下端承载在测井电缆上发送的数据，经过解调后通过地面终端接口发送给地面终端。
COFDM调制器B和COFDM解调器B可直接进行数据交互。可以将COFDM调制器B和COFDM解调器B合并称为COFDM调制解调器B。
井下仪器通过井下仪器接口与COFDM调制器A和COFDM解调器A相连，发送和接收数据。
COFDM调制器A从井下仪器接口接收待发送数据，调制后通过井下电缆接口承载在测井电缆上发送至地面端。
COFDM解调器A通过井下电缆接口接收地面端承载在测井电缆上发送的数据，经过解调后通过井下仪器接口发送给井下仪器。
同样，COFDM调制器A和COFDM解调器A可直接进行数据交互。也可以将COFDM调制器A和COFDM解调器A合并称为COFDM调制解调器A。
测井电缆通常采用铠装测井电缆。本发明实施例基于OFDM的数据传输方法所使用的部分OFDM系统参数根据铠装测井电缆信道的传输特性确定。
以7000米铠装测井电缆为例，根据电缆信道的传输特性可确定以下OFDM基本参数：
上行信道(Up Link，井下到地面)包含的可用子信道总数：195个；
下行信道(Down Link，地面到井下)包含的可用子信道总数：7个。
在铠装测井电缆上，根据上述OFDM基本参数进行信道划分。图2是根据测井电缆所对应的OFDM基本参数进行信道划分的示意图。如图2所示，
子载波0～子载波5：作为保留子载波(不使用)。不使用子载波0～子载波5的原因是避免低频端的交流供电干扰；
子载波6～子载波12：作为下行信道(地面端设备至井下端设备)；
子载波13～子载波26：作为保留子载波(不使用)，起到将下行信道和上行信道隔离的作用；
子载波27～子载波221：作为上行信道(井下端设备至地面端设备)；其中，子载波36为导频子信道，其余为上行业务子信道。
上述导频子信道上传输的导频信号为一正弦波，用于发送端和接收端之间进行时钟同步。
本发明的数据传输方法分为：信道初始化阶段和数据传输阶段。
在信道初始化阶段需要完成：通信链路建立、发送功率控制、接收AGC参数、时钟同步、符号同步、帧同步、时域均衡器训练、频域均衡器训练、子信道性能估计、子信道比特分配和能量分配等操作。
图3是本发明实施例用于测井电缆的信道初始化方法流程图。如图3所示，该方法包含如下步骤：
101：COFDM调制器A向COFDM调制解调器B发送训练序列0；
训练序列0对应的信号由PRBS(伪随机二进制序列)进行BPSK调制而成，BPSK星座的映射规则为1→-1，0→+1。PRBS的生成多项式为：x8+x6+x5+x4+1。
训练序列0可以使用上行信道的所有子信道进行发送，也可以使用一个或多个子信道进行发送。使用多个子信道发送训练序列0可以增加时钟同步、均衡器训练的精确度。
102：COFDM调制解调器B接收到训练序列0后，完成信道激活、多载波时钟同步、多载波符号同步、多载波帧同步、AGC参数设置、发送功率调整、时域均衡器和频域均衡器的训练。
通过AGC参数设置，COFDM解调器B将AGC控制在最佳接收电平；通过多载波符号同步，COFDM解调器B将FFT窗调整到最佳位置，使接收信号没有子信道间干扰；通过时域均衡器和频域均衡器的训练，COFDM解调器B获得时域和频域均衡器的均衡系数，为后续的训练序列和数据传输做好准备。
通过计算信道衰减，COFDM调制器B进行功率调整，使发送功率达到最佳状态。
103：COFDM调制器B向COFDM调制解调器A发送训练序列0；
训练序列0的生成方法与步骤101中的相同。
同样，训练序列0可以使用下行信道的所有的子信道进行发送，也可以使用下行信道的一个或多个子信道进行发送。
104：COFDM调制解调器A接收到训练序列0后，完成信道激活、多载波时钟同步、多载波符号同步、多载波帧同步、AGC参数设置、信道响应估计、发送功率调整、时域均衡器和频域均衡器的训练。
通过AGC参数设置，COFDM解调器A将AGC控制在最佳接收电平；通过多载波符号同步，COFDM解调器A将FFT窗调整到最佳位置，使接收信号没有子信道间干扰；通过时域均衡器和频域均衡器的训练，COFDM解调器A获得时域和频域均衡器的均衡系数，为后续的训练序列和数据传输做好准备。
通过信道响应估计，计算信道衰减，COFDM调制器A进行功率调整，使发送功率达到最佳状态。
105：COFDM调制解调器A向COFDM调制解调器B发送ACK(ACKnowledgement，确认应答)序列0；
通过发送ACK序列0，COFDM调制解调器B获知COFDM调制解调器A已完成训练序列0的接收和相应的设置，可以进入下一阶段。
ACK序列0的生成原理与训练序列0相同，只是比训练序列0延迟一个比特，以使其相位与训练序列0不同。
106：COFDM调制解调器B向COFDM调制解调器A发送ACK序列0；
通过发送ACK序列0，COFDM调制解调器A获知COFDM调制解调器B已完成训练序列0的接收和相应的设置，可以进入下一阶段。
ACK序列0的生成方法与步骤105中相同。
107：COFDM调制器A向COFDM调制解调器B发送训练序列1；
训练序列1在上行信道的所有的子信道发送。
训练序列1的生成原理与训练序列0相同，只是比训练序列0延迟2个比特，以使其相位与训练序列0和ACK序列0不同。
108：COFDM调制解调器B接收到训练序列1后，根据该训练序列进行子信道SNR(Signal to Noise Ratio，信噪比)估计，根据估计得到的SNR值对每一子信道进行比特及能量分配。
在后续的数据传输阶段将根据上述子信道比特及能量分配结果确定每个子信道用什么星座进行调制，以及每个子信道用多大的功率进行发送。
本实施例中，每个子信道比特分配的范围：0～10bits。
109：COFDM调制器B向COFDM调制解调器A发送训练序列1；
训练序列1在下行信道的所有的子信道发送。训练序列1的生成方法与步骤107相同。
110：COFDM调制解调器A接收到训练序列1后，根据该训练序列进行子信道SNR估计，根据估计得到的SNR值对每一子信道进行比特及能量分配。
同样，在后续的数据传输阶段将根据上述子信道比特及能量分配结果确定每个子信道用什么星座进行调制，以及每个子信道用多大的功率进行发送。
111：COFDM调制解调器A向COFDM调制解调器B发送ACK序列1；
通过发送ACK序列1，COFDM调制解调器B获知COFDM调制解调器A已完成训练序列1的接收和相应的设置，可以进入下一阶段。
本步骤中的ACK序列1与ACK序列0相同。
112：COFDM调制解调器B向COFDM调制解调器A发送ACK序列1；
通过发送ACK序列1，COFDM调制解调器A获知COFDM调制解调器B已完成训练序列1的接收和相应的设置，可以进入下一阶段。
本步骤中的ACK序列1与ACK序列0相同。
113：COFDM调制解调器A向COFDM调制解调器B发送系统信息；
上述系统信息包含：子信道比特分配信息和子信道能量分配信息。
系统信息采用QPSK调制方式，使用上行信道的一个或多个子信道发送。
在本实施例中，系统信息使用上行信道的最低频率(信道条件好)的4个子信道发送，以提高可靠性。
114：COFDM调制解调器B向COFDM调制解调器A发送系统信息；
同样，上述系统信息包含：子信道比特分配信息和子信道能量分配信息。
系统信息采用QPSK调制方式，使用下行信道的一个或多个子信道发送。
在本实施例中，系统信息使用下行信道的最低频率(信道条件好)的4个子信道发送，以提高可靠性。
115：COFDM调制解调器A向COFDM调制解调器B发送ACK序列2；
通过发送ACK序列2，COFDM调制解调器B获知COFDM调制解调器A已完成系统信息的接收和相应的设置，可以进入数据传输阶段。
ACK序列2与ACK序列0相同。
116：COFDM调制解调器B向COFDM调制解调器A发送ACK序列2；
通过发送ACK序列2，COFDM调制解调器A获知COFDM调制解调器B已完成系统信息的接收和相应的设置，可以进入数据传输阶段。
ACK序列2与ACK序列0相同。
由上可知，本发明的通过2个训练序列的发送完成各通信参数的设置；也就是说，参数的设置分两个阶段进行，第二阶段的参数设置可以参考第一阶段的参数设置结果。采用这种方式，可以更加准确地对通信参数进行设置。
在数据的传输阶段，待发送数据被发送端的调制器调制后发送给接收端的解调器；接收端识别并接收到调制信号后经解调器解调后传送给终端。下面将结合附图和实施例对本发明的调制、解调方法及其装置分别进行说明。
在下文中，调制器是指COFDM调制器A和COFDM调制器B；解调器是指COFDM解调器A和COFDM解调器B。
下面将结合附图对本发明的调制器进行简要的介绍。
图4是本发明实施例数据发送装置中的调制器的系统结构示意图。如图4所示，该调制器包含：随机化单元，RS编码单元，交织单元，QAM映射单元，频域成帧单元，IFFT单元，保护间隔插入单元，DAC。其中：
随机化单元用于对输入数据进行随机化处理后输出；
RS编码单元用于将随机化单元输出的数据进行FEC(前向纠错编码)编码后输出；
交织单元用于将RS编码单元输出的数据进行交织处理后输出；
QAM映射单元用于将交织单元输出的数据根据比特及能量分配表中的子信道比特和能量分配信息进行QAM映射后输出；
频域成帧单元用于使用QAM映射单元输出的数据生成并输出频域数据帧；
IFFT单元用于将频域成帧单元输出的频域数据帧进行IFFT变换，输出出时域OFDM信号；
保护间隔插入单元用于将IFFT单元输出的时域OFDM信号添加循环前缀作为时域保护间隔，输出基带发送信号；
DAC用于将保护间隔插入单元输出的基带发送信号进行数模转换，输出基带模拟信号。
下面将结合附图对本发明调制器所采用的调制方法进行详细介绍。
图5是本发明实施例数据传输方法中的调制方法的流程图。如图5所示，该调制方法包含如下步骤：
201：待发送数据进入调制器后被分割成112字节长的物理层数据包，物理层数据包被送入随机化单元进行随机化后，输出随机化数据包；
随机化单元由一个PRBS发生器产生PRBS序列，该PRBS序列与输入的物理层数据包进行模2加完成随机化。
上述PRBS序列的生成多项式为：x15+x14+1。
202：随机化数据包被送入RS(Reed-Solomon，里德.所罗门)编码单元进行FEC(前向纠错编码)编码，输出128字节长的RS编码数据包；
RS编码单元使用如下参数：纠错能力t＝8；数据总长度＝128；数据原始长度＝112。
RS码的域生成多项式为：p(x)＝x8+x4+x3+x2+1；
RS码的码生成多项式为：
g(x)＝(x+λ0)(x+λ1)(x+λ2)...(x+λ15)＝g16x16+...+g1x+g0。
203：RS编码数据包被送入交织单元进行交织处理，输出交织数据包；
交织单元采用卷积交织，其参数为：交织宽度I＝8，交织深度M＝16。
RS编码数据包经过交织处理可增强其RS码纠错的性能。
204：交织数据包被送入QAM映射单元进行映射处理；
映射单元根据信道初始化阶段获得的子信道比特和能量分配信息(存储在比特及能量分配表中)，将交织数据包中的数据按相应的比特数分配给各子信道，并映射为相应的QAM星座点，输出QAM调制后的频域数据。
205：QAM映射单元输出的数据被送入频域成帧单元生成频域数据帧。
206：频域数据帧被送入IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅立叶逆变换)单元进行IFFT变换，即进行OFDM调制而产生出时域OFDM信号(包含若干个OFDM符号)。
207：IFFT变换后生成的OFDM信号被送入保护间隔插入单元添加循环前缀作为时域保护间隔(TGI)就形成时域基带发送信号；时域基带发送信号经DAC(Digital Analog Convert，数模转换)，生成基带模拟信号后送入测井电缆信道传输。
图6是使用本发明实施例数据发送方法所形成的超帧结构示意图；如图6所示，一个超帧由128个OFDM符号和2个同步帧组成。
1个OFDM符号由1个CP和1个IFFT块构成；CP的长度为IFFT块长度的1/4。
2个同步帧：SYNC和，分别位于第1个OFDM符号(Data 0)之前，第64个OFDM符号(Data 63)和第65个OFDM符号(Data 64)之间。其中，SYNC与训练序列0相同，长度为256；
为SYNC的反相。
下面将结合附图对本发明的解调器进行简要的介绍。
图7是本发明实施例数据发送装置中的解调器的系统结构示意图。如图7所示，该解调器包含：ADC，时域均衡单元，信道信息获取器，AGC单元，同步校正单元，FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)单元，频域均衡单元，QAM解映射单元，解交织单元，RS译码单元，解随机化单元。其中，
ADC用于将输入的基带模拟信号进行模数转换，输出数字信号；
时域均衡单元用于从信道信息获取器提取信道初始化阶段获得的时域均衡器系数，并使用该系数将ADC输出的数字信号进行时域均衡以截短信道冲激响应，使信道冲激响应造成的时延扩展落在TGI范围之内；
AGC单元用于根据ADC输出的数字信号进行AGC参数的设置和调整；
同步校正单元用于从信道信息获取器提取信道初始化阶段获得的同步信息，并使用该信息对时域均衡单元输出的数据进入同步校正单元去除TGI后输出；
FFT单元用于将同步校正单元输出的数据进行FFT变换后输出；
频域均衡单元用于从信道信息获取器提取信道初始化阶段获得的频域均衡器系数，并使用该系数将FFT单元输出的数据进行频域均衡处理；
QAM解映射单元用于从信道信息获取器提取初始化阶段获得的比特分配信息，并使用该信息将频域均衡单元输出的数据进行QAM解映射；
解交织单元和RS译码单元用于将QAM解映射单元输出的数据进行解交织和RS译码处理后输出；
解随机化单元用于将解交织单元和RS译码单元输出的数据进行解随机化后输出用户数据。
下面将结合附图对本发明解调器所采用的解调方法进行详细介绍。
图8是本发明实施例数据传输解调方法的流程图。如图8所示，该解调方法包含如下步骤：
301：基带模拟信号经ADC(Analog Digital Convert，模数转换)采样后送入时域均衡单元进行时域均衡以截短信道冲激响应，使信道冲激响应造成的时延扩展落在TGI范围之内。
时域均衡单元从信道信息获取器提取信道初始化阶段获得的时域均衡器系数进行时域均衡。
此外，ADC采样后的数据还送入AGC单元进行AGC参数的设置和调整。
302：经时域均衡单元输出的数据进入同步校正单元去除TGI后输出；
同步校正单元从信道信息获取器提取信道初始化阶段获得的同步信息进行同步校正。
303：同步校正单元输出的数据被送入FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)单元进行FFT变换。
304：FFT变换后输出的数据进入频域均衡单元进行频域均衡处理；
频域均衡单元从信道信息获取器提取信道初始化阶段获得的频域均衡器系数进行频域均衡。
305：频域均衡单元输出的数据进入QAM解映射单元进行QAM解映射；
QAM解映射单元从信道信息获取器提取初始化阶段获得的比特分配信息进行QAM解映射。
306：QAM解映射单元输出的数据进入解交织单元和RS译码单元进行解交织和RS译码处理后输出；
解交织单元采用卷积解交织，其参数为：交织宽度I＝8，交织深度M＝16。
RS译码单元使用如下参数：纠错能力t＝8；数据总长度＝128；数据原始长度＝112。
RS码的域生成多项式为：p(x)＝x8+x4+x3+x2+1；
RS码的码生成多项式为：
g(x)＝(x+λ0)(x+λ1)(x+λ2)...(x+λ15)＝g16x16+...+g1x+g0。
307：经解交织单元和RS译码单元处理后输出的数据进入解随机化单元进行解随机化以获得原始的用户数据；
解随机化单元由一个PRBS发生器产生PRBS序列，该PRBS序列与输入的物理层数据包进行模2加完成解随机化。
上述PRBS序列的生成多项式为：x15+x14+1。
综上所述，本发明根据OFDM技术在数据传输中的优越性，并结合测井系统的本身特点，提出了这种基于OFDM技术的测井电缆高速数据传输方法。使用本发明的方法和装置，在7000米铠装测井电缆上可实现上传速率800kbps，下传速率30kbps的高速数据传输。
Claims (4)
1.一种信道初始化方法，应用于包含通过测井电缆相连的地面端和井下端的测井通信系统中，其特征在于，该方法包含如下步骤：
A1)地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送第一训练序列；
B1)接收到第一训练序列的调制解调器完成信道激活、多载波时钟同步、多载波符号同步、多载波帧同步、AGC参数设置、发送功率调整、时域均衡器和频域均衡器的训练；
C1)地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送第二训练序列；
D1)接收到第二训练序列的调制解调器根据该第二训练序列进行子信道SNR估计，根据估计得到的SNR值对每一子信道进行比特及能量分配；
E1)地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送子信道比特分配信息和子信道能量分配信息。
2.如权利要求1所述的信道初始化方法，其特征在于，
在所述步骤B1)和C1)之间还包含如下步骤：地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送第一ACK序列；
在所述步骤D1)和E1)之间还包含如下步骤：地面端调制解调器和井下端调制解调器分别向对方发送第二ACK序列。
3.如权利要求2所述的信道初始化方法，其特征在于，所述第一训练序列和第二训练序列对应的信号由伪随机二进制序列PRBS进行BPSK调制而成，BPSK星座的映射规则为1→-1，0→+1；PRBS的生成多项式为：x8+x6+x5+x4+1；所述第二训练序列与第一训练序列具有不同的相位。
4.如权利要求3所述的信道初始化方法，其特征在于，所述第一ACK序列和第二ACK序列对应的信号由PRBS进行BPSK调制而成，BPSK星座的映射规则为1→-1，0→+1；PRBS的生成多项式为：x8+x6+x5+x4+1；所述第一ACK序列、第二ACK序列与所述第一训练序列和第二训练序列具有不同的相位。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007101783032A CN101202564B (zh) | 2007-11-28 | 2007-11-28 | 一种信道初始化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2007101783032A CN101202564B (zh) | 2007-11-28 | 2007-11-28 | 一种信道初始化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101202564A CN101202564A (zh) | 2008-06-18 |
| CN101202564B true CN101202564B (zh) | 2010-12-08 |
Family
ID=39517556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007101783032A Active CN101202564B (zh) | 2007-11-28 | 2007-11-28 | 一种信道初始化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101202564B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8837561B2 (en) * | 2012-11-21 | 2014-09-16 | Texas Instruments Incorporated | Initialization sequence for bi-directional communications in a carrier-based system |
| WO2017049443A1 (zh) * | 2015-09-21 | 2017-03-30 | 华为技术有限公司 | 一种数据传输方法、收发设备及系统 |
| CN107610435B (zh) * | 2017-08-18 | 2019-06-18 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 适用于多种类型电缆的高速测井遥传通讯方法 |
| CN112187695B (zh) * | 2020-09-30 | 2021-12-14 | 中国科学技术大学 | 基于ofdm高速测井遥传系统的fpga信道预加重与均衡方法及系统 |
| CN112761625B (zh) * | 2020-12-18 | 2021-09-28 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 随钻测量系统的同步方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1435014A (zh) * | 1999-12-15 | 2003-08-06 | 诺基亚有限公司 | 迭代地改善信道估计的方法和设备 |
| CN1703847A (zh) * | 2002-09-30 | 2005-11-30 | 阿雷伊通讯有限公司 | 在无线通信系统中基于空间信道指配训练序列 |
| WO2006072103A1 (en) * | 2004-12-29 | 2006-07-06 | Intel Corporation | Training symbol format for mimo ofdm systems |
-
2007
- 2007-11-28 CN CN2007101783032A patent/CN101202564B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1435014A (zh) * | 1999-12-15 | 2003-08-06 | 诺基亚有限公司 | 迭代地改善信道估计的方法和设备 |
| CN1703847A (zh) * | 2002-09-30 | 2005-11-30 | 阿雷伊通讯有限公司 | 在无线通信系统中基于空间信道指配训练序列 |
| WO2006072103A1 (en) * | 2004-12-29 | 2006-07-06 | Intel Corporation | Training symbol format for mimo ofdm systems |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 周志彬等.50kbit/s曼彻斯特码测井电缆通信系统研制.《测井技术》.2006,第30卷(第06期), * |
| 张菊茜等.降低OFDM信号峰平比的改进简单分组编码方法.《哈尔滨工程大学学报》.2006,第27卷(第03期), * |
| 罗仁泽等.OFDM系统叠加序列能量分配及同步方案.《电子学报》.2006,第34卷(第04期), * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101202564A (zh) | 2008-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101179356A (zh) | 一种数据发送、接收方法及装置 | |
| KR100722810B1 (ko) | 전기 통신망을 통한 디지털 포인트 투 멀티포인트 데이터전송 시스템 | |
| JP4130996B2 (ja) | 多重搬送波伝送システムにおける、あるいはそれに関する改良 | |
| JP4447056B2 (ja) | 多重搬送波伝送システムにおける、あるいはそれに関する改良 | |
| JP4130995B2 (ja) | 多重搬送波伝送システムにおける、あるいはそれに関する改良 | |
| JP4130997B2 (ja) | 多重搬送波伝送システムの改良 | |
| JP4016125B2 (ja) | 多重搬送波伝送システムにおける、あるいはそれに関する改良 | |
| JP4016126B2 (ja) | 多重搬送波伝送システムの改良 | |
| JP2013530633A (ja) | マルチキャリア通信システムにおけるリンクアダプテーション | |
| JP5912026B2 (ja) | 通信装置および通信システム | |
| CN101202564B (zh) | 一种信道初始化方法 | |
| CA2778417C (en) | A communications system utilizing orthogonal linear frequency modulated waveforms | |
| CN101394385B (zh) | 基于时域处理联合信道估计的提高正交频分复用系统性能的方法 | |
| CN108847917B (zh) | 一种导频图案调制的正交频分复用传输方法 | |
| KR20170018537A (ko) | Ｄｏｃｓｉｓ 하향 스트림 시스템에서 파일럿 기반 채널등화 장치 및 방법 | |
| CN213461748U (zh) | 基于ofdm技术的宽带电力线载波通信系统 | |
| CN103685125B (zh) | 采用非连续载波干涉正交频分复用的电力线通信传输方法 | |
| CN114143154A (zh) | 基于ofdm调制的单对双绞线以太网传输系统及方法 | |
| WO2009119685A1 (ja) | Ｏｆｄｍ送信装置、およびｏｆｄｍ送信方法 | |
| CN107566311B (zh) | 基于资源块滤波rb f-ofdm系统的传输方法 | |
| KR20140060660A (ko) | Ｏｆｄｍ 시스템에서의 데이터 전송 및 수신 방법과 그 장치 | |
| Ghosh | Performance evaluation on the basis of Bit error rate for different order of Modulation and different length of Subchannels in ofdm system | |
| Zhao et al. | An FPGA-based implementation of high speed telemetry device for well logging | |
| CN106789804A (zh) | 四兆高速测井通信技术 | |
| Hindumathi et al. | Performance Analysis of OFDM by using different Modulation Techniques |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 100010 Chaoyangmen North Street, Dongcheng District, Dongcheng District, Beijing Co-patentee after: China Oilfield Services Limited Patentee after: China Offshore Oil Group Co., Ltd. Address before: 100010 Chaoyangmen North Street, Dongcheng District, Dongcheng District, Beijing Co-patentee before: China Oilfield Services Limited Patentee before: China National Offshore Oil Corporation |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |