[发明专利]一种井下数据高速无线传输系统及其降低峰均比方法

权利要求书

1.一种井下数据高速无线传输系统及其降低峰均比方法，其特征在于：由井下采集模块、OFDM信号传输模块和井上接收模块构成；所述的井下采集模块包括传感器模块和模数转换器模块，安装在钻头上方钻铤下方的位置；所述的OFDM信号传输模块包括井下OFDM调制器、OFDM信号传输短节构成；所述的井上接收模块包括：OFDM解调器、数模转换器模块和信号恢复模块；所述的OFDM信号传输短节包括OFDM解调器、无线中继器和OFDM调制器；所述的OFDM调制器包括编码映射模块、串/并模块、弱能量叠加训练序列模块、IFFT模块、并/串模块、保护间隔模块、数模转换模块、射频调制模块；所述的OFDM解调器结构包括：射频解调、模数转换模块、同步信道估计模块、训练序列模块、去保护间隔模块、串/并模块、FFT模块、并/串模块、解码解映射模块。

2.根据权利要求1所述的一种井下数据高速无线传输系统及其降低峰均比方法，其特征在于：所述的信号采集、发射、传输和接收过程如下：首先传感器模块将采集到的井下温度、压力等波形信号，通过模数转换器模块变成比特流；其信号沿钻柱传输给安装在近钻头处的OFDM调制器，将比特流调制成OFDM信号；处理后的OFDM信号以电磁波形式沿着钻柱传输给50米处的OFDM信号传输短节，钻柱内每50米安装一个OFDM信号传输短节；信号一直沿钻柱传输到井上接收模块的OFDM解调器中进行解调，将解调的信号再数模转换、恢复并传输给计算机终端进行处理。

3.根据权利要求1所述的一种井下数据高速无线传输系统及其降低峰均比方法，其特征在于：所述的OFDM信号传输短节中：OFDM信号首先通过OFDM解调器解调成数字信号；再通过无线中继器放大信号，补偿沿钻柱传输过程中信号的衰减；最后通过OFDM调制器调制成OFDM信号，并向下一个传输短节传输。

4.根据权利要求1所述的一种井下数据高速无线传输系统及其降低峰均比方法，其特征在于：所述的降低峰均比方法应用在每一个OFDM调制器上，具体步骤如下：

步骤1：OFDM调制器首先将接收到的数字信号进行串并转换得到并行信号序列：

X_n=[X₁,X₂,…X_N]，n表示信号序列的个数，n=1,2,…,N；

步骤2：并行信号中的每一个信号序列X_n，和Hadamard矩阵H相乘得到信号X′_n；

步骤3：再将Hadamard矩阵的前U行向量H^u，u表示相位序列的个数，u=1,2,…,U作为相位序列，按照叠加公式叠加在处理后的测井信号X′_n得到信号其中0＜β＜0.1；

步骤4：信号再与相位序列H^u对应相乘得到一个原始测井信号的多选择信号序列Xnu=[Xnl,Xn2,···,XnU],u=1,2,...,U,n=1,2,...N;]]>

步骤5：从所得的多选择信号序列中选择具有最小的PAPR值的信号序列发送；

步骤6：在井上接收端的OFDM解调器通过信道估计方法首先恢复出相位序列H^u，再采用逆过程解调恢复出原始的井下数字信号。