CN105401936A

CN105401936A - 旋转阀转速控制脉冲的重构方法

Info

Publication number: CN105401936A
Application number: CN201510786368.XA
Authority: CN
Inventors: 沈跃; 盛利民
Original assignee: China University of Petroleum East China; CNPC Drilling Research Institute Co Ltd
Current assignee: China University of Petroleum East China; CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2035-11-16
Also published as: CN105401936B

Abstract

本发明提供了一种旋转阀转速控制脉冲的重构方法。从井口压力传感器得到的钻井液压力差分相移键控信号或钻井液压力正交相移键控信号，经过信号处理消除泵压干扰与噪声后，通过相干解调及反余弦运算，得到反映钻井液压力差分相移键控调制时载波相位变化的相位信号或反映钻井液压力正交相移键控调制时载波相位变化的相位信号，通过对相位信号进行导数运算实现旋转阀转速控制脉冲的重构，且重构的旋转阀转速控制脉冲不受相干解调时相位错误的影响；根据数据编码规则，对重构的旋转阀转速控制脉冲幅度进行逻辑判断确定出脉冲代表的码元状态，根据脉冲出现的时间顺序排列出数据编码，实现钻井液压力差分相移键控信号或钻井液压力正交相移键控信号的解码。

Description

旋转阀转速控制脉冲的重构方法

技术领域：

本发明涉及一种油气钻井过程中的随钻测量/随钻测井上传信号的处理方法，特别涉及一种旋转阀转速控制脉冲的重构方法。

背景技术：

井下随钻测量/随钻测井(MWD/LWD)是一种在钻井过程中实时测量及传输井下信息的现代钻井辅助技术。钻井过程中，钻井液由地面通过钻柱被泵入井下，从钻头水眼喷出用于钻头的润滑和冷却并通过井壁与钻柱的环型空间向上返出井口，MWD/LWD工具安装在钻头上部的钻铤内，见附图1。在MWD/LWD工具中，安装在近钻头钻柱中的传感器获得测量数据并通过钻井液压力信息遥测系统传输到地面，信息遥测通过对钻柱内的钻井液压力进行调制及压力波在钻柱中的传播来传输井下随钻测量/随钻测井数据。钻井液压力信息遥测通常采用基带压力脉冲或连续压力波来传输井下信息，其中连续压力波具有比基带压力脉冲高得多的井下信息传输速率，是钻井液压力信息遥测技术的发展方向。钻井液连续压力波信号采用相移键控(PSK)调制方法产生，称之为钻井液压力相移键控(PSK)信号，信号频谱集中，具有频带传输的特点，实现方法是通过井下随钻测量/随钻测井数据经编码形成的基带脉冲幅度去控制旋转阀的转速，使旋转阀转速在一个载波周期的时间内降低，造成压力载波的相位延迟来表示编码信息，是一种机械调制方式，调制后的压力载波相位呈连续变化形式。根据调制时码元进制的不同，钻井液压力相移键控(PSK)信号包括二进制码元调制的差分相移键控(DPSK)信号及四进制(双二进制)码元调制的正交相移键控(QPSK)信号；相同的载波频率下，钻井液压力QPSK信号的信息传输速率是钻井液压力DPSK信号的二倍，但对信号处理的要求更高。钻井液压力PSK信号经过钻柱中的钻井液传输到井口，通过安装在井口的压力传感器将压力信号转换为电信号，再经过放大、消除噪声、去除钻井液泵的泵压干扰、信号解调、解码等处理得到井下MWD/LWD数据。重构旋转阀转速控制脉冲的目的是为了钻井液压力PSK信号的解码，即得到旋转阀调制钻井液压力载波相位时的数据编码，旋转阀转速控制脉冲的重构需要对解调出的相位信号进行相关处理来实现。钻井液压力PSK信号的解调为调制过程的逆处理，即通过解调得到钻井液压力PSK信号中的相位信号；由于钻井液压力PSK信号的频谱中不含载波频率，只能采用单路同步信号(与载波同频同相正弦信号)的相干解调方法解调出相位信号。关于钻井液压力PSK信号的解调与解码，目前相关文献均提出可采用常规通信的信号处理方法。如果采用常规通信的信号处理方法，在相干解调中，同步信号要求与载波同频同相，需要在钻井液压力PSK信号调制过程中采用导频插入法插入一段正交载波信号，从而增加了井下设备的复杂性；此外，钻井液压力PSK信号在经过消除噪声及去除钻井液泵的泵压干扰等信号处理后，信号会产生数值不定的相位延迟，造成钻井液压力PSK信号的载波与同步信号之间存在一定的相位差，这一相位差在相干解调时会引起相位信号的错误，对后续的信号解码产生严重影响。常规通信中相移键控(PSK)信号的相位在调制过程中具有突变的特点，因此可以通过对突变的相位信号幅度进行逻辑判断来实现解码；但钻井液压力PSK信号的相位呈连续变化形式，无法通过连续变化的相位信号幅度来直接实现信号解码，需要采用一定方法对相位信号进行运算重构出旋转阀的转速控制脉冲，再通过对重构的旋转阀转速控制脉冲幅度进行逻辑判断实现信号解码。因此，如何简单有效地获取同步信号，如何消除钻井液压力PSK信号相干解调时相位错误对旋转阀转速控制脉冲重构的影响，采用何种方法对解调出的相位信号进行处理以实现旋转阀转速控制脉冲的重构，是随钻测量/随钻测井领域需要解决的关键技术问题,但有关这方面的有效解决方法和解决途径目前尚未见报道。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种旋转阀转速控制脉冲的重构方法。

本发明所要解决的技术问题按以下技术方案实现：

1.对相位信号进行导数运算实现旋转阀转速控制脉冲的重构

钻井液压力相移键控(PSK)信号由若干个码元周期构成，一个码元周期由4个载波周期组成，在每个码元周期的第一个载波周期内通过降低旋转阀转速，使压力载波的相位发生延迟来表示编码信息。对于钻井液压力DPSK信号的产生，第一个载波周期结束后的载波相位状态表示1位二进制编码；对于钻井液压力QPSK信号的产生，第一个载波周期结束后的载波相位状态表示2位二进制编码。对于一个n位二进制码元(或2m位码元)的编码数据，PSK信号的调制过程为以一个脉冲序列来控制旋转阀的转速。以10位二进制码元的数据为例，产生钻井液压力DPSK信号的数据编码格式为C_DPSK＝a₁₀a₉a₈a₇a₆a₅a₄a₃a₂a₁，其中码元a_n为“1”或“0”(n＝1,2,…,10)；产生钻井液压力QPSK信号的数据编码格式为C_QPSK＝a₅b₅a₄b₄a₃b₃a₂b₂a₁b₁，即产生QPSK信号的数据编码由若干个双码元组a_mb_m组成，其中，码元a_m为数据编码的第m个双码元组a_mb_m中的高位二进制码元，码元b_m为数据编码的第m个双码元组a_mb_m中的低位二进制码元，码元a_m和b_m分别为“1”或“0”(m＝1,2,…,5)；当码元由a₁→a₁₀或码元组由a₁b₁→a₅b₅顺序传送时，构成恒定幅度的旋转阀转速控制脉冲函数或变幅度的旋转阀转速控制脉冲函数其中，L₁(t)＝G(t-T_c/2)为单脉冲调制函数；G(t)为单位门函数；T_c为载波周期。L_DPSK(t)或L_QPSK(t)用于控制旋转阀转速以产生所需的钻井液压力载波的相位变化，表1为钻井液压力PSK信号的调制规则。

表1钻井液压力PSK信号调制规则

钻井液压力PSK信号的数学模型可以表示为

其中，A_c为压力载波幅度；ω_c＝2πf_c为载波角频率；f_c＝1/T_c为载波频率；T_c为载波周期；及为相移函数；L_DPSK(t)及L_QPSK(t)为旋转阀转速控制脉冲函数。

旋转阀转速控制脉冲函数与相移函数的关系为

从井口得到的钻井液压力PSK(DPSK或QPSK)信号经过消除噪声及去除钻井液泵的泵压干扰等信号处理后会产生相位延迟，存在相位延迟的钻井液压力PSK信号数学模型可以表示为

其中，θ_DPSK及θ_QPSK为经过信号处理后DPSK信号及QPSK信号的相位延迟，可以认为信号处理后的钻井液压力PSK信号的载波增加了一个相位θ_DPSK或θ_QPSK。

根据相干解调理论，将钻井液压力PSK信号与同步信号(与PSK信号调制时的载波c(t)＝sinω_ct同频的正弦信号)d(t)＝2sin(ω_ct+θ₁)相乘有

y(t)＝s_PSK(t)·d(t)＝A_ccos[f_PSK(t)-θ_PSK-θ₁]-A_ccos[2ω_ct-f_PSK(t)+θ_PSK+θ₁](4)

其中，A_ccos[f_PSK(t)-θ_PSK-θ₁]为零频调制项，包含有钻井液压力PSK调制时产生的载波相位变化信息f_PSK(t)；A_ccos[2ω_ct-f_PSK(t)+θ_PSK+θ₁]为倍频调制项；s_PSK(t)为钻井液压力DPSK信号s_DPSK(t)或QPSK信号s_QPSK(t)；f_PSK(t)为DPSK信号的相移函数f_DPSK(t)或QPSK信号的相移函数f_QPSK(t)；θ_PSK为DPSK信号的相位延迟θ_DPSK或QPSK信号的相位延迟θ_QPSK；θ₁为同步信号与载波之间的相位差。

采用截止频率为f_L＝f_c的低通滤波器对y(t)进行滤波，将y(t)中的倍频调制项滤除后，得到零频调制项

x(t)＝A_ccos[f_PSK(t)-θ_PSK-θ₁](5)

式(5)表明，通过相干解调的方法可以得到含有PSK调制时载波相位变化信息的余弦相位信号。

对式(5)求反余弦，得到相位信号

根据式(6)，对于钻井液压力DPSK信号，相干解调后得到的相位信号为

根据式(6)，对于钻井液压力QPSK信号，相干解调后得到的相位信号为

由式(7)和式(8)可以看出，由于相位信号中存在相位差θ₁、θ_DPSK或θ_QPSK，使相位信号偏离相移函数f_DPSK(t)或f_QPSK(t)。

对式(7)采用式(9)表达式进行导数运算，可以重构DPSK调制时的旋转阀转速控制脉冲函数

对式(8)采用式(10)表达式进行导数运算，可以重构QPSK调制时的旋转阀转速控制脉冲函数

由式(9)和式(10)可以看出，由于相位差θ₁、θ_DPSK或θ_QPSK不是时间的函数，其对时间的导数皆为零，由此消除了相位差θ₁、θ_DPSK或θ_QPSK对旋转阀转速控制脉冲重构的影响；式(9)和式(10)均与式(2)表示的旋转阀调制钻井液压力载波相位时的旋转阀转速控制脉冲函数相符，从而实现了旋转阀转速控制脉冲的正确重构。

井下数据调制时，载波频率由地面指令确定，并下传给井下的连续压力波发生器产生相应频率的载波。通过对式(9)和式(10)分析，同步信号与载波之间的相位差θ₁不会对旋转阀转速控制脉冲的重构产生影响，因此解调时的同步信号可以直接由地面的信号发生器提供，地面信号发生器根据地面指令产生与钻井液压力相移键控信号的载波同频的正弦信号作为同步信号，不需要在钻井液压力相移键控信号调制过程中采用导频插入法来提供同步信号。

根据表1的钻井液压力PSK信号调制规则，通过对式(9)或式(10)重构的旋转阀转速控制脉冲幅度进行逻辑判断可以实现钻井液压力PSK信号的解码。

设由钻井液压力DPSK信号重构的旋转阀转速控制脉冲幅度为L_DPSK，采用式(11)对式(9)重构的旋转阀转速控制脉冲幅度进行逻辑判断确定出各个脉冲代表的码元状态，再根据脉冲出现的时间顺序排列出数据编码，可以实现钻井液压力DPSK信号的解码。

设由钻井液压力QPSK信号重构的旋转阀转速控制脉冲幅度为L_QPSK，采用式(12)对式(10)重构的旋转阀转速控制脉冲幅度进行逻辑判断确定出各个脉冲代表的码元状态，再根据脉冲出现的时间顺序排列出数据编码，可以实现钻井液压力QPSK信号的解码。

本发明的有益效果是：对解调出的钻井液压力相移键控信号中的相位信号进行导数运算可重构出旋转阀转速控制脉冲，根据数据调制时的编码规则，通过对重构的旋转阀转速控制脉冲幅度进行逻辑判断可以确定出码元状态，实现钻井液压力相移键控信号的解码。采用本发明方法重构的旋转阀转速控制脉冲不受相干解调时相位错误的影响，因此相干解调所需要的同步信号的获取方式变得简单，同步信号可直接由地面上的信号发生器提供，从而降低了井下设备的复杂性。

附图说明：

图1是现有技术中包含有随钻测量/随钻测井工具及钻井液压力信号检测与处理的钻井装置示意图。

图2是本发明中钻井液压力相移键控信号相干解调及旋转阀转速控制脉冲重构的流程图。

图3a是基于本发明所提供的旋转阀转速控制脉冲的重构方法实现DPSK调制时的旋转阀转速控制脉冲重构的计算机程序框图。

图3b是基于本发明所提供的旋转阀转速控制脉冲的重构方法实现QPSK调制时的旋转阀转速控制脉冲重构的计算机程序框图。

图4a是本发明中10位二进制码元数据进行钻井液压力DPSK调制时旋转阀转速控制脉冲的波形仿真图。

图4b是本发明中10位二进制码元数据的钻井液压力DPSK信号波形仿真图。

图4c是本发明中钻井液压力DPSK信号经相干解调及反余弦运算得到的相位信号波形仿真图。

图4d是本发明中重构的钻井液压力DPSK调制时旋转阀转速控制脉冲的波形仿真图。

图5a是本发明中10位二进制码元数据进行钻井液压力QPSK调制时旋转阀转速控制脉冲波形仿真图。

图5b是本发明中10位四进制码元的钻井液压力QPSK信号的波形仿真图。

图5c是本发明中钻井液压力QPSK信号经相干解调及反余弦运算得到的相位信号波形仿真图。

图5d是本发明中重构的钻井液压力QPSK调制时旋转阀转速控制脉冲的波形仿真图。

图中，1-钻井液、2-地面、3-钻柱、4-钻井液泵、5-钻头、6-环形空间、7-地层、8-钻井参数及地层参数测量装置、9-钻井液连续压力波信号发生器、10-压力传感器、11-信号处理装置、12-钻铤、13-钻井液罐、14-消除掉噪声与干扰的钻井液压力相移键控信号、15-地面信号发生器、16-乘法器、17-低通滤波器、18-运算处理器。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例来进一步描述本发明。

图1所示是现有的包含有随钻测量/随钻测井工具及钻井液压力信号检测与处理的钻井装置。钻井液罐13中的钻井液1通过地面2的钻井液泵4注入钻进地层7的钻柱3中，到达钻柱3底端的钻头5，从钻头水眼流出后通过钻柱3与地层7之间的环形空间6返回至地面2，箭头表示钻井液的流动路径。

钻柱3中靠近钻头5的钻铤12中放置仪器，钻铤上部连接钻杆形成钻柱，整个钻柱对钻头5施加足够的钻压用于钻进地层7。钻铤12中的仪器包括钻井参数及地层参数测量装置8用于监控钻井操作及评估地层的物理特性。

为了在钻井液中产生压力波动及通过钻井液传输井下数据，将钻井液连续压力波信号发生器9安装在钻铤12的上部，钻井液压力信号通过钻柱上传至地面，经过压力传感器10检测并送入信号处理装置11进行信号处理。

图2所示是钻井液压力相移键控信号相干解调及旋转阀转速控制脉冲重构的流程图。图2中，消除掉噪声与干扰的钻井液压力相移键控信号14与地面信号发生器15产生的同步信号在乘法器16中相乘得到零频调制项与倍频调制项，零频调制项与倍频调制项在经过低通滤波器17后倍频调制项被滤除，低通滤波器输出的零频调制项为余弦相位信号，低通滤波器输出的余弦相位信号送入运算处理器18进行处理，在运算处理器中首先进行反余弦运算得到相位信号，再对相位信号进行导数运算重构出旋转阀转速控制脉冲，通过对重构的旋转阀转速控制脉冲幅度进行逻辑判断确定出各个脉冲代表的码元状态，再根据脉冲出现的时间顺序排列出数据编码，实现钻井液压力相移键控信号的解码。

本发明所提出的旋转阀转速控制脉冲的重构方法，按以下技术方案实现：

已消除噪声及干扰的钻井液压力相移键控信号，经过相干解调及反余弦运算得到相位信号，通过对相位信号进行导数运算实现旋转阀转速控制脉冲的重构。由于相位信号包含有钻井液压力相移键控调制时产生的载波相位变化(随时间变化的相移函数)及与时间无关的相位差；在对相位信号进行导数运算过程中，相移函数的导数即为旋转阀的转速控制脉冲函数，而相位差的导数为零，由此实现了旋转阀转速控制脉冲的重构，同时消除了相位信号中由相位差引起的相位错误对旋转阀转速控制脉冲重构的影响。通过式(2)表示的钻井液压力相移键控信号调制时旋转阀转速控制脉冲的函数表达式及式(9)和式(10)表示的重构的旋转阀转速控制脉冲函数表达式可以清晰地描述。

参照附图1，压力传感器10检测钻井液1的压力变化，信号处理装置11为计算机数据采集与处理系统，采用的信号处理方法包含本发明的旋转阀转速控制脉冲重构方法。

参照附图2，由地面信号发生器15产生的同步信号为与钻井液压力相移键控信号同频率的正弦信号，在乘法器16中，已消除噪声及干扰的钻井液压力相移键控信号14与同步信号相乘产生式(4)表示的零频调制项及倍频调制项并送入低通滤波器17，低通滤波器的截止频率与载波频率相同，在低通滤波器中，倍频调制项被滤除，由低通滤波器输出的零频调制项为式(5)表示的余弦相位信号，余弦相位信号被送入运算处理器18进行运算处理，在运算处理器中，余弦相位信号首先按照式(6)进行反余弦运算得到相位信号，然后对相位信号按照式(9)或式(10)进行导数运算实现旋转阀转速控制脉冲的重构，再按照式(11)或式(12)对重构的旋转阀转速控制脉冲幅度进行逻辑判断确定出各个脉冲代表的码元状态，再根据脉冲出现的时间顺序排列出数据编码，实现钻井液压力相移键控信号的解码。

图3a中，已消除噪声及干扰的钻井液压力DPSK信号，经过相干解调及反余弦运算得到相位信号，对相位信号按照式(9)进行导数运算实现旋转阀转速控制脉冲的重构；通过对重构的旋转阀转速控制脉冲幅度按照式(11)进行逻辑判断确定出各个脉冲代表的码元状态，再根据脉冲出现的时间顺序排列出数据编码，实现钻井液压力DPSK信号的解码。

图3b中，已消除噪声及干扰的钻井液压力QPSK信号，经过相干解调及反余弦运算得到相位信号，对相位信号按照式(10)进行导数运算实现旋转阀转速控制脉冲的重构；通过对重构的旋转阀转速控制脉冲幅度按照式(12)进行逻辑判断确定出各个脉冲代表的码元状态，再根据脉冲出现的时间顺序排列出数据编码，实现钻井液压力QPSK信号的解码。

图4a中，数据编码为C_DPSK＝[0110111011]，脉冲幅度按二进制码元规律分布，脉冲幅度1代表二进制码元“1”，脉冲幅度0代表二进制码元“0”。

图4b中，钻井液压力DPSK信号的调制数据编码为[0110111011]，载波频率20Hz，幅度1Pa。

图4c中，同步信号频率20Hz，低通滤波器的截止频率为20Hz，解调出的相位呈连续变化形式。

图4d中，重构的旋转阀转速控制脉冲幅度符合图4a中数据的编码规律。

图5a中，数据编码为C_QPSK＝[1101100010]，脉冲幅度按双码元组的二进制编码规律分布，脉冲幅度1代表双码元组的二进制编码“11”，脉冲幅度2/3代表双码元组的二进制编码“10”，脉冲幅度1/3代表双码元组的二进制编码“01”，脉冲幅度0代表双码元组的二进制编码“00”。

图5b中，钻井液压力QPSK信号的调制数据编码为[1101100010]，载波频率20Hz，幅度1Pa。

图5c中，同步信号频率20Hz，低通滤波器的截止频率为20Hz，解调出的相位呈连续变化形式。

图5d中，重构的旋转阀转速控制脉冲幅度符合图5a中数据的编码规律。

采用本发明方法重构的旋转阀转速控制脉冲不受相干解调时相位错误的影响，因此相干解调所需要的同步信号的获取方式变得简单，同步信号可直接由地面上的信号发生器提供，从而降低了井下设备的复杂性。

Claims

1.旋转阀转速控制脉冲的重构方法，其特征是按以下步骤实现：

S1:从井口压力传感器得到的钻井液压力差分相移键控信号或钻井液压力正交相移键控信号，经过消除噪声及干扰后进行相干解调，相干解调时，由地面信号发生器产生的同步信号为与钻井液压力差分相移键控信号或钻井液压力正交相移键控信号的载波同频率的正弦信号，已消除噪声及干扰的钻井液压力差分相移键控信号或钻井液压力正交相移键控信号与同步信号在乘法器中相乘产生公式y(t)＝s_PSK(t)·d(t)＝A_ccos[f_PSK(t)-θ_PSK-θ₁]-A_ccos[2ω_ct-f_PSK(t)+θ_PSK+θ₁]表示的零频调制项及倍频调制项并送入低通滤波器，其中A_ccos[f_PSK(t)-θ_PSK-θ₁]为零频调制项，包含有钻井液压力PSK调制时产生的载波相位变化信息f_PSK(t)；A_ccos[2ω_ct-f_PSK(t)+θ_PSK+θ₁]为倍频调制项；s_PSK(t)为钻井液压力DPSK信号s_DPSK(t)或QPSK信号s_QPSK(t)；f_PSK(t)为DPSK信号的相移函数f_DPSK(t)或QPSK信号的相移函数f_QPSK(t)；θ_PSK为DPSK信号的相位延迟θ_DPSK或QPSK信号的相位延迟θ_QPSK；A_c为压力载波幅度；θ₁为同步信号与载波之间的相位差；

S2：低通滤波器的截止频率与钻井液压力差分相移键控信号或钻井液压力正交相移键控信号的载波频率相同，在低通滤波器中，倍频调制项被滤除，由低通滤波器输出的零频调制项为式x(t)＝A_ccos[f_PSK(t)-θ_PSK-θ₁]表示的余弦相位信号，其中f_PSK(t)为DPSK信号的相移函数f_DPSK(t)或QPSK信号的相移函数f_QPSK(t)；θ_PSK为DPSK信号的相位延迟θ_DPSK或QPSK信号的相位延迟θ_QPSK；x(t)为低通滤波器的输出信号；

S3：余弦相位信号被送入运算处理器进行运算处理，在运算处理器中，余弦相位信号首先按照式进行反余弦运算得到相位信号，其中f_PSK(t)为DPSK信号的相移函数f_DPSK(t)或QPSK信号的相移函数f_QPSK(t)；θ_PSK为DPSK信号的相位延迟θ_DPSK或QPSK信号的相位延迟θ_QPSK；θ₁为同步信号与载波之间的相位差；x(t)为低通滤波器的输出信号；A_C为压力载波幅度，然后对相位信号按照下式

或式进行导数运算实现旋转阀转速控制脉冲的重构，其中为DPSK信号相干解调产生的相位信号；信号相干解调产生的相位信号；T_C为载波周期；L_DPSK(t)为重构的DPSK调制时的旋转阀转速控制脉冲函数；L_QPSK(t)为重构的QPSK调制时的旋转阀转速控制脉冲函数；

S4：钻井液压力差分相移键控信号或钻井液压力正交相移键控信号解码，以重构的旋转阀转速控制脉冲为基础，通过式或式

对式或

式重构的旋转阀转速控制脉冲幅度进行逻辑判断确定出各个脉冲代表的码元状态，再根据脉冲出现的时间顺序排列出数据编码，实现钻井液压力差分相移键控信号或钻井液压力正交相移键控信号的解码，上述式中，L_DPSK为重构的DPSK调制时的旋转阀转速控制脉冲幅度；L_QPSK为重构的QPSK调制时的旋转阀转速控制脉冲幅度；a_n为钻井液压力DPSK调制时数据编码的第n位二进制码元；a_m为钻井液压力QPSK调制时数据编码的第m个双码元组a_mb_m中的高位二进制码元，b_m为钻井液压力QPSK调制时数据编码的第m个双码元组a_mb_m中的低位二进制码元。