在鉆孔通信內(nèi)使用lte-a發(fā)射機(jī)和載波聚合的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信工程領(lǐng)域，在此處，尤其涉及通過預(yù)定義信道使用預(yù)定義傳輸帶寬的數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，并且更具體地，本發(fā)明涉及用于被配置用于不改變實(shí)際傳輸方法預(yù)定義傳輸帶寬的相應(yīng)帶寬的已知傳輸方法的適用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中已知不同的傳輸方法，其方便地被設(shè)計(jì)為允許在預(yù)定的頻率范圍(帶寬)內(nèi)通過信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在現(xiàn)有技術(shù)中，在有線或無線信道的背景中使用不同的傳輸方法。示例性地，參照DAB標(biāo)準(zhǔn)(數(shù)字音頻廣播)、DAB-T標(biāo)準(zhǔn)、WLAN標(biāo)準(zhǔn)或不同的移動(dòng)無線電標(biāo)準(zhǔn)(例如，LTE)。例如，有線標(biāo)準(zhǔn)包括ADSL標(biāo)準(zhǔn)或VDSL標(biāo)準(zhǔn)。在這些已知的傳輸方法中，提供發(fā)射機(jī)/接收機(jī)，其在特定的頻率內(nèi)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定操作并且為這個(gè)目的實(shí)現(xiàn)。
[0003]例如，在上述方法中使用的已知傳輸方法包括OFDM方法(正交頻分多路復(fù)用)，其中，幾個(gè)正交載波用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，其中，要通過高數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)挠行лd荷信息首先分成幾個(gè)子數(shù)據(jù)流，然后，單獨(dú)調(diào)制和傳輸這些子數(shù)據(jù)流。實(shí)現(xiàn)上述標(biāo)準(zhǔn)并且使用OFDM方法的傳輸裝置適用于要使用傳輸裝置的特定頻率范圍以及在典型的應(yīng)用場景中發(fā)現(xiàn)的多路徑傳播。對于根據(jù)一個(gè)上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信道的使用的應(yīng)用，可以容易使用已知的傳輸裝置。
[0004]在信道特性與為上述標(biāo)準(zhǔn)限定的信道特性不同的情況下，例如，通過低頻率到中央檢測位置的一個(gè)或多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)傳輸，其中，傳輸優(yōu)化用于不同的信道，到目前為止，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常最近開發(fā)并且構(gòu)造適用于信道的發(fā)送/接收裝置，這伴隨有關(guān)于開發(fā)成本和開發(fā)時(shí)間的巨大努力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]從這個(gè)現(xiàn)有技術(shù)開始，本發(fā)明的目標(biāo)在于，提供一種改進(jìn)的方法，其允許使用已知的傳輸裝置通過信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其中，例如，該信道與規(guī)定用于已知的傳輸裝置的信道的不同之處在于，具有固定的傳輸帶寬的脈沖響應(yīng)顯著增長。
[0006]這個(gè)目標(biāo)由根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法、權(quán)利要求12所述的設(shè)備以及權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)解決。
[0007]本發(fā)明提供了一種用于使用傳輸帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ?
[0008]根據(jù)用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)，提供多個(gè)發(fā)射機(jī)工作在高于傳輸帶寬的帶寬；
[0009]使所述發(fā)射機(jī)適用于所述傳輸帶寬；并且
[0010]在所述傳輸帶寬中將任意數(shù)量適用的發(fā)射機(jī)分配給不同的載波頻率用于并行數(shù)據(jù)傳輸。
[0011]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，根據(jù)用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)，發(fā)射機(jī)工作在首先高于傳輸帶寬的帶寬。所有發(fā)射機(jī)的采樣率適用于期望的傳輸帶寬，從而循環(huán)前綴的長度適用于期望的信道。將數(shù)據(jù)信號分布給適用的發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)在期望的傳遞帶寬內(nèi)以不同的子載波頻率實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)傳輸。
[0012]根據(jù)實(shí)施方式，使所述發(fā)射機(jī)適用包括將所述發(fā)射機(jī)的帶寬減小到期望的傳輸帶寬的一部分。
[0013]根據(jù)實(shí)施方式，使所述發(fā)射機(jī)適用包括減小時(shí)鐘頻率。
[0014]根據(jù)實(shí)施方式，在期望的傳輸帶寬內(nèi)使用修改的信道特性通過信道傳輸數(shù)據(jù)，多個(gè)發(fā)射機(jī)并行工作，并且使其各自的帶寬適用到直到信道特性允許可靠的數(shù)據(jù)傳輸。在這種情況下，該方法可以包括以下步驟:
[0015]確定所述信道的信道特性，例如，脈沖響應(yīng)的長度；
[0016]選擇允許可靠的數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)的數(shù)目；以及
[0017]將數(shù)據(jù)分配給在傳輸帶寬內(nèi)并行工作在不同的子載波上的適用的發(fā)射機(jī)。
[0018]根據(jù)實(shí)施方式，數(shù)據(jù)傳輸包括OFDM數(shù)據(jù)傳輸。
[0019]根據(jù)實(shí)施方式，數(shù)據(jù)傳輸包括使用聲學(xué)信道的數(shù)據(jù)傳輸。聲學(xué)信道可以包括被布置在鉆桿的端部的鉆桿，鉆頭、與鉆頭相鄰的傳感器以及傳輸裝置，其中，數(shù)據(jù)傳輸包括在地面之上的傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸。
[0020]根據(jù)實(shí)施方式，數(shù)據(jù)傳輸包括通過以比非適用的發(fā)射機(jī)的工作頻率低的頻率的無線電系統(tǒng)的無線連接(無線電鏈路)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。無線電系統(tǒng)可以使用各自分配的發(fā)射機(jī)和/或發(fā)射機(jī)裝置將一個(gè)或幾個(gè)傳感器和/或驅(qū)動(dòng)器連接至中央檢測位置。
[0021]本發(fā)明提供了一種具有儲存在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，在指令由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，用于執(zhí)行本發(fā)明的方法。
[0022]本發(fā)明提供了一種用于使用傳輸帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，包括:
[0023]多個(gè)發(fā)射機(jī)，根據(jù)用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)工作在高于傳輸帶寬的帶寬，并且適用于期望的傳輸帶寬；以及
[0024]控制器，有效地在傳輸帶寬中以不同的載波頻率將多個(gè)適用的發(fā)射機(jī)分配給傳輸帶寬，用于并行數(shù)據(jù)傳輸。
[0025]本發(fā)明提供了一種用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，包括:
[0026]傳輸信道；
[0027]發(fā)明設(shè)備(inventive apparatus)，用于在傳輸信道上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；以及
[0028]接收機(jī)，用于接收通過傳輸信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
[0029]本發(fā)明提供了一種方法，其根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)使用已知的發(fā)射機(jī)工作允許數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)，保持已知的發(fā)射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，尤其是發(fā)射機(jī)使用的傳輸方法，并且僅僅實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的縮放，以便發(fā)射機(jī)工作的帶寬適用于可用信道的信道帶寬。根據(jù)本發(fā)明，為了避免所使用的信道的特定特性引起的傳輸問題，進(jìn)一步建議在信道的帶寬內(nèi)設(shè)置幾個(gè)適用的發(fā)射機(jī)(以不同的載波頻率)，以允許通過多個(gè)發(fā)射機(jī)進(jìn)行并行數(shù)據(jù)傳輸，這防止了信道不利地影響傳輸方法。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在傳輸中使用的傳輸方法使用OFDM方法來傳輸數(shù)據(jù)，其中，優(yōu)選地，使用根據(jù)LTE移動(dòng)無線電標(biāo)準(zhǔn)工作的并且至少實(shí)現(xiàn)LTE PHY層和LTE鏈路層的發(fā)射機(jī)(在下文中也稱為LTE發(fā)射機(jī))，然而，相對于可用帶寬的更低帶寬，縮放發(fā)射機(jī)。根據(jù)實(shí)施方式，LTE發(fā)射機(jī)的時(shí)鐘頻率可以減小預(yù)定的因數(shù)，這造成更小的帶寬與期望的信道帶寬匹配。在通過這種方式在信道的帶寬內(nèi)適用的發(fā)射機(jī)的分配期間，實(shí)現(xiàn)將LTE發(fā)射機(jī)的載波頻率分別移動(dòng)為在信道帶寬內(nèi)的頻率。
[0031]本發(fā)明的方法尤其有利地用于可用信道更難使用高帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。通過根據(jù)實(shí)施方式建議的OFDM方法的本發(fā)明的使用，結(jié)合提供根據(jù)傳輸方法操作的幾個(gè)適用的發(fā)射機(jī)，在信道頻帶內(nèi)能夠進(jìn)行具有更大數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)傳輸，需要開發(fā)和構(gòu)造適用于特定信道的新發(fā)射機(jī)，但是確切地說，縮放已知的發(fā)射機(jī)，以便適用于更低的帶寬，隨后，在信道帶寬上分布幾個(gè)發(fā)射機(jī)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，在通過無線電系統(tǒng)連接的傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用這種方法，該無線電系統(tǒng)使用(例如)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LTE發(fā)射機(jī)通常工作的頻率的載波頻率(例如，在低于700MHz的范圍內(nèi))工作，其中，在未來使用更早的廣播和電視頻率，用于操作移動(dòng)無線電網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明，例如，原始LTE發(fā)射機(jī)縮放，以在新頻率范圍內(nèi)工作，而不改變傳輸技術(shù)，這僅僅表示在OFDM方法的背景下，圍繞比例因子的所有時(shí)間變得更長，但是保持基本的LTE幀結(jié)構(gòu)。因此，使用完善的并且運(yùn)作良好的LTE-OFDM傳輸方法，能夠縮放成更低的頻率，能夠進(jìn)行故障安全的以及可靠的數(shù)據(jù)傳輸，甚至具有變化的信道特性造成難以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺馈?br>[0033]本發(fā)明方法的使用的進(jìn)一步優(yōu)選領(lǐng)域在鉆探技術(shù)的領(lǐng)域中，更精確地說，在地震數(shù)據(jù)從鉆頭到地面之上的聲學(xué)傳輸?shù)念I(lǐng)域中，例如，用于控制鉆探路徑。根據(jù)這個(gè)實(shí)施方式，信道由鉆桿構(gòu)成，鉆頭設(shè)置在鉆桿的遠(yuǎn)端，給鉆桿分配一個(gè)或幾個(gè)傳感器，用于檢測地震數(shù)據(jù)。進(jìn)一步，提供根據(jù)本發(fā)明方法的發(fā)射機(jī)，其允許通過上述方式經(jīng)由鉆桿形成的信道將數(shù)據(jù)傳輸給位于地面之上的接收機(jī)。例如，本發(fā)明的實(shí)施方式允許通過幾百位/s的數(shù)據(jù)速率將數(shù)據(jù)從鉆頭傳輸給表面，例如，穿過2000m的深度。
【附圖說明】
[0034]下面參照附圖，討論本發(fā)明的實(shí)施方式。示出了:
[0035]圖1是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)的示意圖；
[0036]圖2是LTE載波聚合方法，其中，圖2(a)示出了具有固定帶寬的本發(fā)明的載波聚合，并且其中，圖2 (b)示出了已知的LTE載波聚合方法；
[0037]圖3是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)的示意圖；
[0038]圖4是鉆孔通信系統(tǒng)的簡化圖；
[0039]圖5是包括用于傳輸方向的OFDM處理的在圖4中顯示的通信系統(tǒng)的示意圖；<