[发明专利]声学通信的方法以及利用这些方法的井

说明书

本文公开了声学通信的方法以及利用这些方法的井。所述方法一般利用声学无线网络，该声学无线网络包括沿着音调传输介质的长度间隔开的多个节点以及包括确定经由音调传输介质传送的接收的声学音调的主频率。

相关申请的交叉参考

本申请涉及并要求于2016年12月13日提交的标题为“Methods of AcousticallyCommunicating And Wells That Utilize The Methods”的美国临时申请序列No.62/433,503的权益，以及于2016年8月30日提交的标题为“Communication Networks,Relay Nodesfor Communication Networks,and Methods of Transmitting Data Among a Pluralityof Relay Nodes”的美国临时申请序列No.62/381,330的权益，所述申请的公开内容都通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开一般而言涉及声学通信的方法和/或利用所述方法的井。

背景技术

声学无线网络可以用于经由音调传输介质无线地发送声学信号(诸如振动)。一般而言，给定的音调传输介质只允许在某个频率范围内通信；并且，在一些系统中，这个频率范围可能相对小。这种系统在本文中可以被称为频谱受限系统。频谱受限系统的示例是诸如烃井之类的井，其包括沿着其长度间隔开的多个通信节点。

在某些情况下，可能期望在这种频谱受限环境内以声学信号的形式发送数据。但是，常规的数据传输机制常常不能被有效利用。因此，需要改进的声学通信方法和/或利用这些方法的井。

发明内容

本文公开了声学通信的方法和利用这些方法的井。所述方法一般利用声学无线网络，该声学无线网络包括沿着音调传输介质的长度间隔开的多个节点。在一些实施例中，所述方法包括在声学无线网络受频谱约束时进行通信的方法。在这些实施例中，所述方法包括用多个节点中的编码节点对编码的字符进行编码。编码包括基于第一预定查找表和编码的字符选择第一频率，以及以第一频率发送第一发送的声学音调。编码还包括基于第二预定查找表和编码的字符选择第二频率，以及以第二频率发送第二发送的声学音调。这些方法还包括用多个节点中的解码节点对解码的字符进行解码。解码包括接收第一接收的声学音调、为第一接收的声学音调计算第一频率分布，以及为解码的字符确定第一解码的字符分布。解码还包括接收第二接收的声学音调、为第二接收的声学音调计算第二频率分布，以及为解码的字符确定第二解码的字符分布。解码还包括基于第一解码的字符分布和第二解码的字符分布来识别解码的字符。

在其它实施例中，所述方法包括确定经由音调传输介质发送的接收的声学音调的主频率的方法。这些方法包括接收所接收的声学音调持续音调接收时间并估计接收的声学音调的频率。这些方法还包括将音调接收时间分成多个时间间隔并计算每个时间间隔内的频率变化。这些方法还包括选择多个时间间隔中频率变化小于阈值频率变化的子集，并对多个时间间隔的该子集内的多个离散频率值求平均，以确定接收的声学音调的主频率。

在其它实施例中，该方法包括在声学无线网络中节省功率的方法。这些方法包括通过进入较低功率状态持续较低功率状态持续时间并随后过渡到监听状态持续监听状态持续时间来重复并顺序地循环多个节点中的给定节点持续多个周期。低功率状态持续时间大于监听状态持续时间。这些方法还包括在循环期间并经由音调传输介质发送所发送的声学音调持续音调传输持续时间、接收所接收的声学音调，并且响应于接收而通过将给定节点过渡到活动状态来中断循环。音调传输持续时间大于低功率状态持续时间，使得无论何时发起发送，声学无线网络都检测到发送的声学音调。

附图说明

图1是被配置为利用根据本公开的方法的井的示意性表示。

图2是描绘根据本公开的在频谱受约束的声学无线网络中进行通信的方法的流程图。

图3是描绘根据本公开的对编码的字符进行编码的方法的流程图。