一种随钻测量系统数据传输的高效数字调制解调装置的制作方法

本发明属于数字通信技术领域，具体涉及一种随钻测量系统数据传输的高效数字调制解调装置。

背景技术：

电磁随钻测量系统的供电方式受限于作业环境，1）常采用电池供电，而电池的更换频率不能过高，否则不具备工程实用意义，对发射机具有低功率要求；2）为了增加传输深度，传输载频不能过高，这将会导致传输速率很低、实时性较差的后果；3）作业现场的机电干扰源和工业干扰会影响随钻测量的传输效果；4）为了保证传输可靠度，需尽量降低接收机结构和传输系统结构复杂程度。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的不足，本发明提供一种随钻测量系统数据传输的高效调制解调装置，可充分发挥其发射功率低、传输速率快、传输距离远、抗干扰性强、传输系统结构简单的特点，为从调制解调技术方面改善随钻测量系统的传输性能提供参考方案。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种随钻测量系统数据传输的高效数字调制解调装置，包括基带编码器、RS编码器、串并转换模块、数据选择器、接收装置模块、窄带滤波器模块和非相干解调模块，基带编码器与RS编码器相连，RS编码器与串并转换模块相连，数据选择器的数据输入端分别与8个DDS模块的输出端相连，DDS模块输出的波形作为信号的载波，数据选择器的输出为调制信号；调制信号经接收装置模块接收后，与带外滤波器模块连接，滤出带外噪声，带外滤波器输出与窄带滤波器模块连接；非相干解调模块输入与窄带滤波器输出相连接。

进一步地，调制和解调装置各由一片CPLD芯片完成，采用altera公司的EPM1270芯片。

进一步地，调制装置的实现方式为：8个DDS模块产生的波形与8选1通数据选择器的输入端相连，数据选择器的输出的作为调制载波信号，基带编码器与成形滤波器连接经过RS编码器后与数据选择器选择端连接，通过模数转换器转换成模拟信号，经功率放大后将信号发射出去；解调装置的实现方式为：接收到的信号经模数器件转化后进入CPLD芯片进行数字处理，数字处理依次经过带外滤波器、窄频带数字滤波器滤波、非相干解调器解调、RS解码模块几个流程。

进一步地，基带编码组成中，Dat为基带信号的数据输入端，clk为基带编码的时钟，clk与寄存器的ENA端连接，数据从输入端D输入，Q端输出；Q端输出与编码器的输入端相连接，编码器的输出为多位数据，位数据之间进行逻辑或，结果输入到加法器的被加数端addb，寄存器的输出端作为加法器的加数端adda，寄存器输出端的结果同时作为选择器的选择输入b端，加法器的输出与选择器的数据输入a端相连接，选择器的输出与寄存器的数据输入端D相连接，寄存器的输出与解码器的输入端相连接，解码器的输出即为基带编码的结果； RS编码器直接调用Altera公司的IP核；串并转换采用移位寄存器，直接调用Altera公司的IP核；RS解码器直接调用Altera公司的IP核；窄带滤波器是采用单位圆零极点法设计的IIR数字滤波器，由乘加结构和带反馈的减法结构组成；输入信号x[n]在时钟周期下与零点系数向量组b[n]，b[n-1]...b0分别相乘，得到一个中间结果y[n],中间结果y[n]与极点系数向量组a[n]，a[n-1]...a0分别相乘，得到的中间结果与y[n]相减，得到最终的y[n]结果。

该发明的有益效果在于：该发明提供的一种随钻测量系统数据传输的高效调制解调装置，可充分发挥其发射功率低、传输速率快、传输距离远、抗干扰性强、传输系统结构简单的特点，为从调制解调技术方面改善随钻测量系统的传输性能提供参考方案。

附图说明

图1是本发明中所使用装置实施例结构示意图。

图2 是本发明中所使用基带编码组成结构示意图。

图3 是本发明中所使用窄带滤波器组成结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

如图1所示的随钻测量系统数据传输的高效数字调制解调装置，具体工作时，待传输的信息序列通过基带编码器1，将数据整形，基带编码器与RS编码器2相连，RS编码器与串并转换模块相连，作为数据选择器的3位数据选择端，数据选择器的数据输入端分别与8个DDS模块的输出端相连，DDS模块输出的波形作为信号的载波，数据选择器的输出为调制信号。调制的信号在信道中传输，经接收装置模块接收后，与带外滤波器模块连接，滤出带外噪声，带外滤波器输出与窄带滤波器模块连接，将调制信号的相位输出信号转换成幅度输出信号，进行非相干解调，非相干解调模块输入与窄带滤波器输出相连接，信号经非相干解调后得到基带码，期解码的误码率范围保证在RS解码的容错范围内，经过RS解码后得到完整的信息序列。

本技术方案的调制和解调装置各由一片CPLD芯片完成，采用altera公司的EPM1270芯片。

调制装置的实现方式为：8个DDS模块产生的波形与8选1通数据选择器的输入端相连，数据选择器的输出的作为调制载波信号，基带编码器与成形滤波器连接经过RS编码器后与数据选择器选择端连接，通过模数转换器转换成模拟信号，经功率放大后将信号发射出去；

解调装置的实现方式为：接收到的信号经模数器件转化后进入CPLD芯片进行数字处理，数字处理依次经过带外滤波器、窄频带数字滤波器滤波、非相干解调器解调、RS解码模块几个流程。

基带编码组成由如图2所组成。Dat为基带信号的数据输入端，clk为基带编码的时钟，clk与寄存器的ENA端连接，数据从输入端D输入，Q端输出；Q端输出与编码器2的输入端相连接，编码器2的输出为多位数据，位数据之间进行逻辑或，结果输入到加法器4的被加数端addb，寄存器6的输出端作为加法器4的加数端adda，寄存器输出端6的结果同时作为选择器5的选择输入b端，加法器4的输出与选择器5的数据输入a端相连接，选择器5的输出与寄存器的数据输入端D相连接，寄存器6的输出与解码器7的输入端相连接，解码器的输出即为基带编码的结果； RS编码器直接调用Altera公司的IP核；串并转换采用移位寄存器，直接调用Altera公司的IP核；RS解码器直接调用Altera公司的IP核；窄带滤波器是采用单位圆零极点法设计的IIR数字滤波器，由乘加结构和带反馈的减法结构组成。如图3所示，输入信号x[n]在时钟周期下与零点系数向量组b[n]，b[n-1]...b0分别相乘，得到一个中间结果y[n],中间结果y[n]与极点系数向量组a[n]，a[n-1]...a0分别相乘，得到的中间结果与y[n]相减，得到最终的y[n]结果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。