Синхронизация приемо-передачи и декодирования цифровых данных на выходе каротажного кабеля

Выполнен спектральный анализ случайных битовых последовательностей в коде Манчестер - II на выходе каротажного бронированного кабеля. На основе анализа предлагается способ автоматической синхронизации тактовой частоты приемников с тактовой частотой кодирования данных в скважинных приборах, который обеспечивает надежную синхронизацию и декодирование принимаемых данных на высоком уровне статистических шумов.

Полный текст работы  >  Смотреть/Скачать, doc 135 kb

Краткое содержание

Для передачи цифровых данных по каротажным кабелям используются коды с автосинхронизацией тактовых частот передатчика и приемника. Распространение среди них получил код Манчестер-II. Он является биполярным двухуровневым кодом. Первая несущая частота кода соответствует чередованию нулей и единиц. Вторая несущая частота – непрерывная последовательность нулей или единиц, в 2 раза больше первой. При передаче произвольных кодовых сигналов более 50% энергии сигналов сосредоточено в области этих частот и между ними.

Спектры случайных кодовых последовательностей показывают, что фазы гармоник на каждой из основных несущих частот имеют два постоянных значения, различающихся на 180о. Двухполупериодным амплитудным детектированием принимаемого сигнала можно получать трансформированный сигнал, который имеет удвоенные значения основных частот с постоянным значением фазы любых комбинаций кодовых последовательностей. Фазовое постоянство частот позволяет выделять эти колебания узкополосными селекторными фильтрами (СФ) и применить частотные методы построения систем автосинхронизации.

Формирование стробимпульсов целесообразно выполнять в виде биполярного меандра в пределах такта. В этом случае декодирование сигнала в двоичную форму можно производить путем интегрирования сигнала в пределах тактовых интервалов с умножением на стробимпульс. Параллельно с декодированием можно выполнять интегрирование сигнала в пределах всего такта. Полярность данного сигнала интегрирования является постоянной и меняется на противоположную при сбое синхронизации (смещении меандра стробирования на полтакта), что может использоваться и для восстановления синхронизации, и для исправления кода.

Метод обеспечивает надежное декодирование сигнала на уровне статистических шумов на выходе кабеля, мощность которых в несколько раз превышает среднюю мощность сигнала. Предельное значение уровня шумов может определяться по устойчивости работы системы контроля синхронизации (однополярность интегрирования в пределах тактов). Возможность уверенного приема сигналов на высоком уровне шумов позволяет повысить тактовую частоту передачи данных минимум в 2 раза.

Примечание. Статья написана по результатам математического моделирования. Реализация способа в виде автономного блока на любой каротажной станции элементарна. Способ может применяться и для любых других технологических кабелей связи с высокими уровнями помех, и для других типов кодовых протоколов. Желательно также выполнить:

- Математическое моделирование других вариантов способа (их несколько), дополнительных возможностей (их тоже просматривается несколько, например, одновременная двухканальная передача данных), и кодовых протоколов.
- Разработать базовый вариант принципиальной электрической схемы и проверить экспериментально.
- Запатентовать.

Если коммерческая ценность способа и возможность получения патента кого-либо заинтересует, автор готов выполнить эти работы в своей организации или консультировать их выполнение в любой другой организации.


Это фрейм страницы "Каротажные кабели". Для просмотра всей страницы, нажмите здесь!

Об ошибках, предложениях и мертвых ссылках: davpro@yandex.ru
Copyright © 2007-2010 Davydov