電力線載波技術的油井通信范文

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《油氣田地面工程雜志》2014年第六期

11310μm電力線纜

1310μm電力線纜依靠四進制絕對移相鍵控原理，其簡稱為4PSK，對多相制信號的產生有兩種調制方法：直接調相法和相位選擇法。該技術可對四進制調相載波表示出4種不同的相位來表征所傳輸的數字信號，由于每種載波相位表示傳輸信息中的兩個比特流，因此每4個碼元比特流又稱為雙向傳輸比特流。相位選擇法選定的標準范圍是在一個碼元有效周期T內，4PSK作為4種不同相位傳輸信號中的一種，因此可以用4PSK鍵控方法來表示，信號調制流程見圖2。對所輸入的數字信息經過二進制轉換為雙比特碼元，根據雙比特碼元所標記的載波類型來選定不同載波的相位，且根據雙比特碼元不同的變換形式，輸出相位的位移方向也有所變動。例如，在雙比特碼元二進制所帶碼字ab為11時，輸出相位載波的圖形在坐標軸呈現0°；在雙比特碼元二進制所帶碼字ab為10時，輸出相位載波的圖形在坐標軸呈現90°；在雙比特碼元二進制所帶碼字ab為01時，輸出相位載波的圖形在坐標軸呈現180°；在雙比特碼元二進制所帶碼字ab為00時，輸出相位載波的圖形在坐標軸呈現270°。

2電力線載波通信的應用

2.1油井通信系統的穩定性電力線纜主要適用于大規模集成電路組成的油井通信系統，電容耦合和電感耦合主要是對電路起保護作用。油井作為一種大功率用電設備，其電路元件很容易被擊穿，而電力線載波通信技術可有效防止擊穿現象。電力線載波通信技術中廣泛應用了電感線圈，即油井配電系統設置不同的兩端線圈匝數，可對通過的電流大小進行調整，確保電路的安全性，對電力線也有一定的保護作用。在油井配電終端輸出的電流首先要進行濾波，而濾波要根據波形的頻率、相位以及周期進行篩選。由于電容器件具有阻抗性，因此要在通信終端上設定好參數標準，依據所要查找的范圍進行濾波。要注意的是，濾過的波形要進行絕對移相鍵控，在三極管工作原理的范圍內對傳送的數字信號進行放大，以減小噪音對數字信號的影響。

2.2在油井傳輸線路中的應用受到技術局限性影響，在過去油井電力供給工作中，電力線只負責提供油井傳輸系統中電流部分的供給工作，并且使用銅包線纜。這種材料的傳輸電流能力好，傳輸到油井用電設備的有效電流能達到94%以上，其在線路上的損耗也只有5%左右。隨著技術不斷更新，電力線不斷擴寬服務范圍，逐步應用到傳輸線路中，增大信道傳輸的容量。信道容量指的是在有限的傳輸界定內，能夠傳達有效的信息量，表達式為：C=max•R。其中R為信源傳輸有效速率，max為所有輸入信息源分布概率的最大值。

根據傳輸信道類型的不同，可分為兩種不同的傳輸信道，即連續信道和離散信道。根據有限介質（電力線）所選范圍的標準，將其通常用在油井連續傳輸信道中。油井電力線載波通信效果與傳輸信號功率和傳輸信道中堆積的噪音有關，其中高斯白噪音容易使信號失真，傳輸信號的質量變差，嚴重影響終端設備的接收，因此在后期研究中要將其作為重要難題來攻關。

作者：曾德貴單位：瀘州職業技術學院