Повышение помехозащищенности передаваемого сообщения телеметрической системы | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 20 марта, печатный экземпляр отправим 24 марта.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №21 (207) май 2018 г.

Дата публикации: 27.05.2018

Статья просмотрена: 34 раза

Библиографическое описание:

Петренко, А. Л. Повышение помехозащищенности передаваемого сообщения телеметрической системы / А. Л. Петренко, Э. М. Ташкалов, Р. И. Халидуллин. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 21 (207). — С. 71-73. — URL: https://moluch.ru/archive/207/50788/ (дата обращения: 06.03.2021).



Статья посвящена анализу работы повышения помехозащищенности передаваемого сообщения телеметрической системы при бурении нефтяных и газовых скважин.

Ключевые слова: помехозащищенность, телеметрическая система.

Одним из вариантов повышения защиты передаваемых с забоя данных от воздействия случайных помех в гидроканале является помехоустойчивое кодирование информации [1]. Необходимо применять код передачи, позволяющий не только обнаруживать, но и по возможности исправлять ошибки, возникающие при передаче дискретного сообщения с забоя. При этом возникает избыточность в передаваемой информации, а поскольку передача сообщения осуществляется на достаточно низких частотах, необходимо оценить увеличение времени поступления данных с забоя при использовании помехозащищенного кода. За исключением частоты вращения двигателя и осевой нагрузки, остальные параметры, измеряемые на забое, можно считать меняющимися относительно медленно, по сравнению с частотой опроса датчиков, вследствие этого наибольший интерес представляет информация, содержащаяся в четырех младших разрядах передаваемого параметра. Для значений азимута и угла установки отклонителя четыре младших разряда содержат информацию о максимальном изменении угла на 7.5 градусов, что вполне достаточно для вычисления текущего значения. Таким образом, для повышения надежности передачи значений параметров, имеющих относительно медленную скорость изменения, можно кодировать четыре младших разряда, а старшие передавать в неизмененном виде. При этом периодически (например, один цикл из пяти) необходимо передавать в кодированном виде полное значение параметра для контроля текущего значения и предотвращения накопления ошибки. Возникновение ошибок при передаче данных с забоя возможно вследствие воздействия на сигнал случайной помехи, вызванной изменением момента на долоте. Данная помеха имеет Гауссов закон распределения, при этом ошибки, возникающие в передаваемых кодовых словах, можно считать независимыми. При таких условиях использование помехозащищенного кода, позволяющего исправлять однократные ошибки, оказывается достаточно эффективным [2].

Для кодирования параметров, имеющих относительно медленную скорость изменения, будем использовать линейный блочный код Хемминга. Использование данного кода позволяет обнаруживать ошибки кратности <2 и исправлять все однократные ошибки. При передаче информации о значении частоты вращения вала забойного двигателя и нагрузке на долото возможно использование проверки передаваемого кода на четность. В конце передачи и приема каждого параметра производится передача контрольной суммы. Число бит в слове, передаваемом с забоя на поверхность, должно быть четным. Если значение параметра выражается нечетным числом бит, то добавляется лишний бит в контрольном разряде. Компьютер палубного модуля управления проверяет слово на четность. Если принятое наверху число бит нечетно, то значение параметра считается ложным и отбрасывается, при этом исправление возникшей ошибки невозможно. Применение кодирования с проверкой на четность приведет к увеличению на две единицы количества разрядов для передачи каждого из параметров.

Оценивая общее время, необходимое для передачи блока данных с забоя на поверхность, можно отметить, что использование кода Хемминга при кодировании младших разрядов отдельных параметров приводит к увеличению времени передачи на 21–25 %, по сравнению с передачей сообщения без применения кодирования, и на 4–5 %, по сравнению с вариантом использования проверки на четность для всех значений.

На основании изложенного выше можно систематизировать режимы работы телесистемы в зависимости от вида бурения, длительность такта передачи, кодирования, организации циклов опроса измерительных каналов, а также рекомендуемой дальности связи. Характеристики режимов для предложенного набора передаваемых значений приведены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристики режимов работы телесистемы

Режим

Такт

Параметр

Цикл

Скорость передачи

Дальность связи

Номер канала

1

2

3

4

5

6

7

Бурение с отклонителем

P1–1

0.5–2

A

Z

F

T

G

A

F

49–196

2–0.5

До 4000

P1–1

2.5–4

A

Z

F

T

G

A

F

245–392

0.4–0.2

Св. 4000

Бурение без отклонителя

P2–2

0.5–2

A

Z

P

N

T

G

Ti

40–158

2–0.5

До 4000

P2–2

2.5–4

A

Z

P

N

T

G

Ti

198–316

0.4–0.25

Св. 4000

Общая структура сообщения, передаваемого с забоя, с учетом последовательности, генерируемой при начале сеанса работы телесистемы, будет иметь вид, показанный на Рис. 1.

Рис. 1. Структура данных, передаваемых с забоя.

Литература:

1. Брунов Б. Я., Гольденберг Л. М., Кляцкин И. Г., Цейтлин Л.А! Теория электромагнитного поля. М.-Л., Госэнергоиздат, 1962.

2. Вернер М. Основы кодирования. М. «Техносфера» 2004.

3. Ковшов Г. Н., Алимбеков Р. И., Жибер A. B. Инклинометры (основы теории и проектирование). Уфа 1998

4. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигна¬лов. М., Мир, 1978

Основные термины (генерируются автоматически): медленная скорость изменения, помехозащищенный код, текущее значение, телеметрическая система.


Похожие статьи

Применение помехозащищённого кодирования для повышения...

Для передачи показаний от телеметрической системы, которая находится в

Основные термины (генерируются автоматически): код, CRC, ошибка, простой алгоритм реализации, бит, пласт, рисунок, контрольная сумма, помехозащищенное кодирование, канал связи.

Передающее устройство цифровой телеизмерительной системы

Обзор цифровых телеизмерительных систем. В цифровых ТИС, называемых ещё кодоимпульсными системами, значение измеряемой величины передаётся по

Модуляция (манипуляция) представляет собой изменение сигнала в зависимости от передаваемого кода.

Алгоритмы помехоустойчивого кодирования и их аппаратная...

Возрастающее быстродействие современных вычислительных систем требует увеличения скорости передачи данных.

Основным достоинством аппаратной реализации помехоустойчивых кодов на FPGA является параллельное вычисление.

Некоторые особенности построения систем передачи...

Бортовая телеметрическая система обеспечивает сбор информации от различных служебных и

Первое слово после СП несёт в себе значение номера ТМ кадра, в которую входит номер

Телеметрическая информация передаётся как безызбыточным кодом при малых скоростях...

Проблемы и принципы построения телеметрической системы...

В статье описывается телеметрическая система, предназначенная для мониторинга мощности амбиентной эквивалентной дозы γ-излучения.

Также в текущем окне помимо наблюдения значений мощности дозы в режиме реального времени, должна предусматриваться...

Методика проектирования помехоустойчивых высокоскоростных...

Устранение помех в системе питания и заземления (скачки тока потребления) реализуется путем снижения сопротивления, а именно

Преимуществом представленной методики является то, что она позволяет разработать плату с любым значением помехоустойчивости.

Применение программируемых логических интегральных схем...

Команда, содержащая конечное значение координат X и скорость подачи V на участке траектории, после подготовки и интерпретации поступает на интерполятор, где происходит развертка координат во времени и формирование текущих величин задания положения и...

Система синхронизации псевдослучайной последовательности...

Очевидно, что последний случай быстрого изменения фазы биимпульсного сигнала требует построения наиболее сложной и в то же время наиболее универсальной системы синхронизации, которая будет надежно работать и в других случаях (медленные изменения...

Эволюция телеметрии в ракетной технике | Статья в журнале...

Ключевые слова:история телеметрии, телеизмерение, телеметрическая система.

Обзор цифровых телеизмерительных систем. В цифровых ТИС, называемых ещё кодоимпульсными системами, значение.

Похожие статьи

Применение помехозащищённого кодирования для повышения...

Для передачи показаний от телеметрической системы, которая находится в

Основные термины (генерируются автоматически): код, CRC, ошибка, простой алгоритм реализации, бит, пласт, рисунок, контрольная сумма, помехозащищенное кодирование, канал связи.

Передающее устройство цифровой телеизмерительной системы

Обзор цифровых телеизмерительных систем. В цифровых ТИС, называемых ещё кодоимпульсными системами, значение измеряемой величины передаётся по

Модуляция (манипуляция) представляет собой изменение сигнала в зависимости от передаваемого кода.

Алгоритмы помехоустойчивого кодирования и их аппаратная...

Возрастающее быстродействие современных вычислительных систем требует увеличения скорости передачи данных.

Основным достоинством аппаратной реализации помехоустойчивых кодов на FPGA является параллельное вычисление.

Некоторые особенности построения систем передачи...

Бортовая телеметрическая система обеспечивает сбор информации от различных служебных и

Первое слово после СП несёт в себе значение номера ТМ кадра, в которую входит номер

Телеметрическая информация передаётся как безызбыточным кодом при малых скоростях...

Проблемы и принципы построения телеметрической системы...

В статье описывается телеметрическая система, предназначенная для мониторинга мощности амбиентной эквивалентной дозы γ-излучения.

Также в текущем окне помимо наблюдения значений мощности дозы в режиме реального времени, должна предусматриваться...

Методика проектирования помехоустойчивых высокоскоростных...

Устранение помех в системе питания и заземления (скачки тока потребления) реализуется путем снижения сопротивления, а именно

Преимуществом представленной методики является то, что она позволяет разработать плату с любым значением помехоустойчивости.

Применение программируемых логических интегральных схем...

Команда, содержащая конечное значение координат X и скорость подачи V на участке траектории, после подготовки и интерпретации поступает на интерполятор, где происходит развертка координат во времени и формирование текущих величин задания положения и...

Система синхронизации псевдослучайной последовательности...

Очевидно, что последний случай быстрого изменения фазы биимпульсного сигнала требует построения наиболее сложной и в то же время наиболее универсальной системы синхронизации, которая будет надежно работать и в других случаях (медленные изменения...

Эволюция телеметрии в ракетной технике | Статья в журнале...

Ключевые слова:история телеметрии, телеизмерение, телеметрическая система.

Обзор цифровых телеизмерительных систем. В цифровых ТИС, называемых ещё кодоимпульсными системами, значение.

Задать вопрос