一種用于井下超聲波通信的FSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、隨著石油工業(yè)的發(fā)展,深油井的開采和測試日益重要。測井是深油井開采的重要環(huán)節(jié),測井系統(tǒng)中的無線傳輸方式節(jié)約成本、操作簡單,成為目前研究的熱點。
　　 本文以油管壁為媒介,采用超聲波的傳輸方式向井上傳輸信息。井下油管壁是一個特殊的、高溫高壓及強混響的信道,對超聲波通信系統(tǒng)提出了苛刻的要求。二進制頻移鍵控(Binary Frequency ShiftKeying,2FSK)通信方式盡管傳輸速率低,但是穩(wěn)定可靠、抗多徑效應能力強,可作為

2、井下復雜環(huán)境中的一種通信方式。本文首先研究了2FSK信號調(diào)制解調(diào)原理,提出發(fā)送端采用直接數(shù)字頻率合成器(Direct Digital Frequency Synthesizer,DDS)來產(chǎn)生2FSK調(diào)制信號,接收端采用差分檢波法對其進行解調(diào)。低通濾波器是差分檢波法中的重要模塊,文中重點研究了采用分布式算法實現(xiàn)有限沖激響應(Finite Impulse Response,FIR)數(shù)字濾波器的方式。針對差分檢波法中延時單元的非整數(shù)延時問題

3、,采用非整數(shù)延時濾波器予以解決。其次采用DSP Builder詳細設計了2FSK調(diào)制系統(tǒng)中的DDS模塊,解調(diào)系統(tǒng)中的延時、乘法器和FIR低通濾波器等重要模塊,并在Simulink平臺上對2FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)進行了仿真驗證。然后在DE2開發(fā)板上外擴了數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換器,采用Verilog HDL詳細設計了2FSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)中的各個模塊,并對其進行了綜合、功能仿真和時序仿真。最后整合用硬件描述語言設計的各個模塊,編譯后下載到DE2板上,實現(xiàn)