[发明专利]使用唯一音调签名的网络对等识别和自组织的方法及使用该方法的井

说明书

公开了一种使用无线网络的通信方法。在第一节点处接收无线传输的信号。该信号具有频率签名。将接收到的信号的频率签名与先前从第二节点接收到的信号的频率签名进行比较。如果确定接收到的信号的频率签名与先前接收到的信号的频率签名在预定的相似度范围内，那么接收到的信号和先前接收到的信号被接受作为是已经由第二节点发送。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月8日提交的标题为“Methods of Network PeerIdentification and Self-Organization using Unique Tonal Signatures and Wellsthat Use the Methods”的美国临时申请序列No.62/628,105以及于2019年2月1日提交的标题为“Methods of Network Peer Identification and Self-Organization usingTonal Signatures and wells that use the Methods”的美国临时申请序列No.62/799,881的优先权，其中每一个的公开内容通过引用整体并入本文。

本申请与2016年11月30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.62/428,385和2016年8月31日提交的标题为“Plunger Lift Monitoring Via A DownholeWireless Network Field”的美国临时申请序列No.62/381,926以及美国专利No.10,190,410相关，其中每一个的公开内容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/或使用该方法的井。

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。

安装和操作这种网络的节点的已知方法需要大量的时间和精力。要求按数值次序将节点安装在套管上，这需要大量的时间投入、扩展的空间覆盖范围以及套管移动的极端物流计划。一旦安装到井中，网络的操作就需要对最优操作条件和潜在的网络节点配对进行持续调查。这是迭代的手动过程，需要大量的测试时间，并且还会消耗用于发送命令以执行测试的所有节点的能量。

以上方法也招致重大风险。不正确的节点编号或错误的安装次序将导致网络无法正常工作，并且可能有必要进行大量重新配置以校正错误，这将花费大量的操作者时间并且浪费网络上许多节点的能量。操作过程中的意外错误配置(诸如为节点指派重复或无序编号，或以无穷循环方式链接它们)将带来类似的风险。

解决编号问题的典型方法使用中央机构对所有制造的节点进行顺序编号。这保证了唯一性，但没有解决无序安装的问题，也没有防止意外错误配置，并且该方法仍然需要中央机构来接触每个节点(以指派编号)，从而限制制造效率。

一种替代技术是使每个节点为其自己指派随机数，并且消除了按顺序次序安装节点的要求。这去除了无序风险并大大降低了操作错误配置的风险，但是因为有可能两个节点将随机为其自己指派相同的编号，所以无法保证唯一性。为了最小化(尽管仍然不能消除)重复编号的风险，典型的实施方式是使随机数非常大。遗憾的是，节点必须在每次通信中例行发送这个数字，因此经由过多的发送音调使用非常大的数字导致附加的能量消耗。需要的是一种在安装之后识别网络中的节点并且不使用耗能的随机识别编号的方法。

发明内容