發(fā)布時間：2020-11-08 21:08

　　 聲波測井技術(shù)作為智能測井技術(shù)的重要領(lǐng)域,相比于傳統(tǒng)的測井技術(shù)具有無線傳輸、成本低、傳輸速率快、信道穩(wěn)定等優(yōu)點,其研究對推動智能測井技術(shù)具有重大價值。其中,井下的信道傳輸特性和井下信號快速穩(wěn)定的傳輸?shù)降乇砥脚_是研究深井聲波通信的關(guān)鍵技術(shù)。從彈性波在固體中傳輸理論出發(fā),分析聲波的波動原理。將其應(yīng)用到深井信道中,使用縱波作為信號載波,對深井信道建立模型。先從傳統(tǒng)方法對深井信道的傳輸特性進行探討;然后運用傳遞矩陣法對其進行分析,分別采用周期性和非周期性的信道。這兩種信道均呈現(xiàn)出通阻帶相交替出現(xiàn)的頻響特性。為了更深入的研究,分析了周期性深井管道的長度和橫截面積、非周期性深井管道的不同組合對傳輸性能的影響。從無線通信理論出發(fā),分析深井無線通信技術(shù),根據(jù)深井信道梳狀濾波的特性建立了深井聲波OFDM傳輸系統(tǒng)模型,分別從系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端進行深入分析。發(fā)射端分析了星座映射、保護間隔和導(dǎo)頻設(shè)計。接收端使用SC算法和頻偏估計來研究對系統(tǒng)性能的影響;使用LS算法和DFT-LS算法對系統(tǒng)性能進行比較;分析了ZF均衡技術(shù)和MMSE均衡技術(shù)的特點。從理論開始分析并進行仿真,驗證了傳輸系統(tǒng)的可行性和性能的穩(wěn)定性。最后從深井通信系統(tǒng)應(yīng)用場景的特殊性出發(fā),提出了總體設(shè)計方案進行參考,分別從發(fā)射電路、接收電路、井下傳輸系統(tǒng)、中繼系統(tǒng)、井上傳輸系統(tǒng)、電源選擇等不同角度來詳細的介紹每個方案的思路和設(shè)計建議。
【學(xué)位單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN92;TE151
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 論文研究的背景和重要意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢
        1.2.1 電纜線傳輸系統(tǒng)
        1.2.2 泥漿脈沖傳輸系統(tǒng)
        1.2.3 電磁波傳輸系統(tǒng)
        1.2.4 聲波傳輸系統(tǒng)
        1.2.5 測井傳輸系統(tǒng)的對比
    1.3 本文的主要工作及結(jié)構(gòu)安排
第2章 井下聲波傳輸信道的特征研究
    2.1 井下信道的類型
        2.1.1 地層信道
        2.1.2 鉆井液信道
        2.1.3 井壁信道
    2.2 聲波在固體中傳播
        2.2.1 彈性波的波動原理
        2.2.2 彈性波固體傳播類型
    2.3 井壁中聲波傳播的類型
        2.3.1 井壁中彎曲波的波動特性
        2.3.2 井壁中扭轉(zhuǎn)波的波動特性
        2.3.3 井壁中縱波的波動特性
    2.4 聲波傳輸?shù)乃p特性
    2.5 本章小結(jié)
第3章 聲波傳輸特性仿真分析
    3.1 周期性井壁信道的仿真分析
        3.1.1 周期性井壁的聲學(xué)特性
        3.1.2 色散曲線仿真分析
    3.2 傳遞矩陣法的理論分析
    3.3 傳遞矩陣法的仿真分析
        3.3.1 聲波沿周期信道傳輸特性仿真分析
        3.3.2 聲波沿非周期信道傳輸特性仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于OFDM的深井聲波傳輸技術(shù)
    4.1 OFDM技術(shù)的概述
    4.2 OFDM的原理
    4.3 OFDM的聲波傳輸模型
    4.4 OFDM的發(fā)射端
        4.4.1 星座映射
        4.4.2 保護間隔
        4.4.3 導(dǎo)頻設(shè)計
    4.5 OFDM的接收端
        4.5.1 同步技術(shù)
        4.5.2 信道估計
        4.5.3 均衡技術(shù)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 深井聲波通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
    5.1 系統(tǒng)的整體分析
    5.2 系統(tǒng)總體設(shè)計
        5.2.1 發(fā)射電路設(shè)計
        5.2.2 接收電路設(shè)計
        5.2.3 井下傳輸系統(tǒng)
        5.2.4 中繼系統(tǒng)
        5.2.5 井上傳輸系統(tǒng)
    5.3 電源的選擇要求
    5.4 分集接收技術(shù)
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文

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