電力線載波技術(shù)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(jìn)制絕對移相鍵控原理，其簡稱為4PSK，對多相制信號(hào)的產(chǎn)生有兩種調(diào)制方法：直接調(diào)相法和相位選擇法。該技術(shù)可對四進(jìn)制調(diào)相載波表示出4種不同的相位來表征所傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，由于每種載波相位表示傳輸信息中的兩個(gè)比特流，因此每4個(gè)碼元比特流又稱為雙向傳輸比特流。相位選擇法選定的標(biāo)準(zhǔn)范圍是在一個(gè)碼元有效周期T內(nèi)，4PSK作為4種不同相位傳輸信號(hào)中的一種，因此可以用4PSK鍵控方法來表示，信號(hào)調(diào)制流程見圖2。對所輸入的數(shù)字信息經(jīng)過二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為雙比特碼元，根據(jù)雙比特碼元所標(biāo)記的載波類型來選定不同載波的相位，且根據(jù)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(dòng)。例如，在雙比特碼元二進(jìn)制所帶碼字ab為11時(shí)，輸出相位載波的圖形在坐標(biāo)軸呈現(xiàn)0°；在雙比特碼元二進(jìn)制所帶碼字ab為10時(shí)，輸出相位載波的圖形在坐標(biāo)軸呈現(xiàn)90°；在雙比特碼元二進(jìn)制所帶碼字ab為01時(shí)，輸出相位載波的圖形在坐標(biāo)軸呈現(xiàn)180°；在雙比特碼元二進(jìn)制所帶碼字ab為00時(shí)，輸出相位載波的圖形在坐標(biāo)軸呈現(xiàn)270°。

2電力線載波通信的應(yīng)用

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

2.2在油井傳輸線路中的應(yīng)用受到技術(shù)局限性影響，在過去油井電力供給工作中，電力線只負(fù)責(zé)提供油井傳輸系統(tǒng)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?shù)接途秒娫O(shè)備的有效電流能達(dá)到94%以上，其在線路上的損耗也只有5%左右。隨著技術(shù)不斷更新，電力線不斷擴(kuò)寬服務(wù)范圍，逐步應(yīng)用到傳輸線路中，增大信道傳輸?shù)娜萘俊Ｐ诺廊萘恐傅氖窃谟邢薜膫鬏斀缍▋?nèi)，能夠傳達(dá)有效的信息量，表達(dá)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(jù)傳輸信道類型的不同，可分為兩種不同的傳輸信道，即連續(xù)信道和離散信道。根據(jù)有限介質(zhì)（電力線）所選范圍的標(biāo)準(zhǔn)，將其通常用在油井連續(xù)傳輸信道中。油井電力線載波通信效果與傳輸信號(hào)功率和傳輸信道中堆積的噪音有關(guān)，其中高斯白噪音容易使信號(hào)失真，傳輸信號(hào)的質(zhì)量變差，嚴(yán)重影響終端設(shè)備的接收，因此在后期研究中要將其作為重要難題來攻關(guān)。

作者：曾德貴單位：瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院