JP3435606B2 - 多機能井戸ケーブル上の信号伝送率最適化の為の方法および装置 - Google Patents
多機能井戸ケーブル上の信号伝送率最適化の為の方法および装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
- H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
- H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
- H04L25/4917—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、井戸装置と地上設備を連結するケーブル等
の多機能ケーブルを通して送られる情報の流量を最適化
する方法および装置に関する。
の多機能ケーブルを通して送られる情報の流量を最適化
する方法および装置に関する。
測定および／または介入が井戸の中で行われる場合、
通常、検層ケーブルなどの多機能ケーブルの末端に装置
を装着して下に降ろす。該検層ケーブルは引張応力に耐
えることができ、坑底の装置に電気エネルギーを送りケ
ーブルと地上設備間の信号交換を制御・測定する数本の
伝送線からなる。
通常、検層ケーブルなどの多機能ケーブルの末端に装置
を装着して下に降ろす。該検層ケーブルは引張応力に耐
えることができ、坑底の装置に電気エネルギーを送りケ
ーブルと地上設備間の信号交換を制御・測定する数本の
伝送線からなる。
坑底装置は、例えば、水圧ジャッキによって締付けア
ームの開口部を通して井戸内に固定された１つあるいは
数個のゾンデからなる。水圧エネルギーは、ケーブル内
の供給線によって地上の電力源から電力を供給される坑
底の水圧発生機から得る。地上の電力源は、装置に配備
されたモータあるいは電磁手段にもこれらの線を介して
連結している。ケーブルに含まれるその他の伝送線は装
置に制御信号を送ったり、その反対に地上の記録装置に
測定信号を伝送したりするのに用いられる。
ームの開口部を通して井戸内に固定された１つあるいは
数個のゾンデからなる。水圧エネルギーは、ケーブル内
の供給線によって地上の電力源から電力を供給される坑
底の水圧発生機から得る。地上の電力源は、装置に配備
されたモータあるいは電磁手段にもこれらの線を介して
連結している。ケーブルに含まれるその他の伝送線は装
置に制御信号を送ったり、その反対に地上の記録装置に
測定信号を伝送したりするのに用いられる。
各種の井戸用ゾンデが米国特許明細書第4,428,422
号、第4,616,703号、第4,862,425号、第4,901,289号に
記載されている。
号、第4,616,703号、第4,862,425号、第4,901,289号に
記載されている。
井戸内機器に装備される測定センサーがかなりの数に
なる場合が多くある。よく知られているのは地震探査の
場合で、地中聴音器等のセンサーを並べて用いたり、主
ゾンデと地中の様々な深度に設置した１つあるいは数個
の従ゾンデにも配置して用いたりする。拾った信号は地
上の記録装置に伝送されなければならない。一般に、セ
ンサーの数と受信した信号の周波数が、高い伝送率によ
るデジタル化、符号化した該信号の伝送を保証する。
なる場合が多くある。よく知られているのは地震探査の
場合で、地中聴音器等のセンサーを並べて用いたり、主
ゾンデと地中の様々な深度に設置した１つあるいは数個
の従ゾンデにも配置して用いたりする。拾った信号は地
上の記録装置に伝送されなければならない。一般に、セ
ンサーの数と受信した信号の周波数が、高い伝送率によ
るデジタル化、符号化した該信号の伝送を保証する。
ケーブルに含まれる伝送線の通過帯域は通常比較的低
い。伝送するデータの率がある程度高くなると、伝送線
の限られた性能がブレーキになり、必然的に装置の電子
システムに強力なバッファメモリを備える必要が生じ
る。
い。伝送するデータの率がある程度高くなると、伝送線
の限られた性能がブレーキになり、必然的に装置の電子
システムに強力なバッファメモリを備える必要が生じ
る。
例えば石油関係に最も汎用されている多機能ケーブル
は、中心の伝送線と環状に配置した複数の伝送線および
金属外装からなる。
は、中心の伝送線と環状に配置した複数の伝送線および
金属外装からなる。
かかるケーブル内を通過するデータの率を改良する方
法は、米国特許明細書第4,855,732号によって公知であ
るが、基本的には、専門家に公知のコードHDB3のような
二極コードによって符号化されたデータを中心の伝送線
と外装間で伝送することからなっている。かかるレイア
ウトでは、伝送距離が数キロメートルにおよんでも100
キロビット／秒（kb/s）より高い率、あるいは伝送係数
を最適化することによって200kb/sより高い率での伝送
も容易である。
法は、米国特許明細書第4,855,732号によって公知であ
るが、基本的には、専門家に公知のコードHDB3のような
二極コードによって符号化されたデータを中心の伝送線
と外装間で伝送することからなっている。かかるレイア
ウトでは、伝送距離が数キロメートルにおよんでも100
キロビット／秒（kb/s）より高い率、あるいは伝送係数
を最適化することによって200kb/sより高い率での伝送
も容易である。
今日の井戸測定機器の進歩によって、地上設備に向け
て発信されるデータ量が増大しそれに応えるために伝送
率をさらに向上させることがますます必要になってい
る。
て発信されるデータ量が増大しそれに応えるために伝送
率をさらに向上させることがますます必要になってい
る。
テレコミュニケーションの分野で従来用いられる解決
法は、より広い通過帯域のケーブルを利用することであ
る。しかし、通常現場で入手可能な標準的検層ケーブル
を使用しなければならない井戸での伝送にはあてはまら
ない。
法は、より広い通過帯域のケーブルを利用することであ
る。しかし、通常現場で入手可能な標準的検層ケーブル
を使用しなければならない井戸での伝送にはあてはまら
ない。
発明の要旨
本発明の方法によって、既存の多機能ケーブル（検層
ケーブル）に付随する制約から解放され、最新の井戸機
器のセンサーが収集する厖大な量のデータを伝送するの
に必要な高い流量を実現するために、許容伝送誤差率を
変えることなく該ケーブルに含まれる伝送線上の信号の
伝送率を最適化することができる。
ケーブル）に付随する制約から解放され、最新の井戸機
器のセンサーが収集する厖大な量のデータを伝送するの
に必要な高い流量を実現するために、許容伝送誤差率を
変えることなく該ケーブルに含まれる伝送線上の信号の
伝送率を最適化することができる。
該方法は、
−所定の一定レベルの少なくとも２つの電圧からなる１
群の符号化電圧から選ばれる電圧を通して送られるデジ
タル化データを符号化し、 −補正された伝送線の伝達関数がほぼベッセル型フィル
タ等の基準フィルタの伝達関数になるように選んだ補正
回路と組み合わせて用いる各伝送線の通過帯域を、補正
された伝送線の−3dB遮断周波数fcの両側にある周波数
区間内で高周波数側に拡張することからなり、該区間の
上界の周波数はこの遮断周波数に比例し、比例係数（k
1）は２より大きく、補正された線の該遮断周波数fcは
該群の符号化電圧の数と許容誤差率の関数として選ばれ
る。
群の符号化電圧から選ばれる電圧を通して送られるデジ
タル化データを符号化し、 −補正された伝送線の伝達関数がほぼベッセル型フィル
タ等の基準フィルタの伝達関数になるように選んだ補正
回路と組み合わせて用いる各伝送線の通過帯域を、補正
された伝送線の−3dB遮断周波数fcの両側にある周波数
区間内で高周波数側に拡張することからなり、該区間の
上界の周波数はこの遮断周波数に比例し、比例係数（k
1）は２より大きく、補正された線の該遮断周波数fcは
該群の符号化電圧の数と許容誤差率の関数として選ばれ
る。
補正回路は、例えば、補正された各伝送線の伝達関数
がほぼベッセルフィルタの伝達関数に相当するように、
少なくとも周波数区間（k2fc、k1fc）内では選ばれる
が、ここでfcは該遮断周波数、k1は少なくとも2.5に等
しい乗数因子、k2は0.2台の乗数因子である。
がほぼベッセルフィルタの伝達関数に相当するように、
少なくとも周波数区間（k2fc、k1fc）内では選ばれる
が、ここでfcは該遮断周波数、k1は少なくとも2.5に等
しい乗数因子、k2は0.2台の乗数因子である。
１実施例によれば、伝送回路は、選ばれた符号化電圧
の数が大きくなるにつれ相対的に小さくなる制限値に最
大でも等しい利得を、各伝送線に連絡する該補正回路を
通して再生したノイズレベルに依存する１つの設定済み
誤差率で、該周波数区間内の信号に与えるのに適合する
ように選ばれ、最大伝送周波数が依存する該遮断周波数
（fc）は、各伝送線で伝送される信号に加えられる増幅
増大値が最大でも該制限値（Ｇ）に等しくなるように選
ばれる。
の数が大きくなるにつれ相対的に小さくなる制限値に最
大でも等しい利得を、各伝送線に連絡する該補正回路を
通して再生したノイズレベルに依存する１つの設定済み
誤差率で、該周波数区間内の信号に与えるのに適合する
ように選ばれ、最大伝送周波数が依存する該遮断周波数
（fc）は、各伝送線で伝送される信号に加えられる増幅
増大値が最大でも該制限値（Ｇ）に等しくなるように選
ばれる。
好ましい実施例によれば、伝送する信号を少なくとも
８つの符号化電圧からなる１群の符号化電圧によって符
号化することによって伝送率を高めている。
８つの符号化電圧からなる１群の符号化電圧によって符
号化することによって伝送率を高めている。
伝送率は、16の符号化電圧からなる１群の符号化電圧
を効果的に選ぶことによってさらに高めることができ
る。
を効果的に選ぶことによってさらに高めることができ
る。
複数の電圧を用いて符号化し、特定のフィルタ回路を
追加し、通過帯域を制御拡張することによって、ごく一
般的な多機能ケーブルの伝送率を３倍、あるいは４倍に
もすることができ、しかも伝送誤差率が大きくなること
はない。
追加し、通過帯域を制御拡張することによって、ごく一
般的な多機能ケーブルの伝送率を３倍、あるいは４倍に
もすることができ、しかも伝送誤差率が大きくなること
はない。
この方法を実施する装置は、例えば、デジタル化した
伝送信号を所定の数の符号化電圧で符号化しそれらを伝
送線に伝えるように適合させた符号化装置とフィルタ回
路からなり、フィルタ回路は該回路と組み合わせた伝送
線が望ましくは、用いた符号化電圧の数、伝送線のみの
伝達関数と該フィルタ回路のノイズ特性の関数として選
んだ遮断周波数fcを有するベッセルフィルタの伝達関数
と類似の伝達関数を該遮断周波数fcのどちらの側にも延
在する周波数区間内で有するように適合されている。
伝送信号を所定の数の符号化電圧で符号化しそれらを伝
送線に伝えるように適合させた符号化装置とフィルタ回
路からなり、フィルタ回路は該回路と組み合わせた伝送
線が望ましくは、用いた符号化電圧の数、伝送線のみの
伝達関数と該フィルタ回路のノイズ特性の関数として選
んだ遮断周波数fcを有するベッセルフィルタの伝達関数
と類似の伝達関数を該遮断周波数fcのどちらの側にも延
在する周波数区間内で有するように適合されている。
図面の簡単な説明
本発明の方法と装置のその他の特徴、利点は以下に非
制限的な例として説明する実施例と添付の図面から明か
である。図中で、 −第１図は、例えば検層ケーブル等の電気搬送ケーブル
に懸下して井戸に装入したゾンデを示す。
制限的な例として説明する実施例と添付の図面から明か
である。図中で、 −第１図は、例えば検層ケーブル等の電気搬送ケーブル
に懸下して井戸に装入したゾンデを示す。
−第２図は、標準的な電気搬送ケーブルの導線の概略横
断図である。
断図である。
−第３乃至６図は、１本あるいは数本の伝送線からなる
ケーブルの導線のさまざまな組み合わせ態様を示す概略
図である。
ケーブルの導線のさまざまな組み合わせ態様を示す概略
図である。
−第７図は、長さ数キロメートルの標準的検層ケーブル
などの多機能ケーブルに含まれる伝送線の伝達関数の周
波数の関数としての変化を示す。
などの多機能ケーブルに含まれる伝送線の伝達関数の周
波数の関数としての変化を示す。
−第８および９図は、伝送線の伝達関数の２例の相対的
レイアウトを、同じ補正された伝送線と等価のベッセル
フィルタの伝達関数との関係で示す。それぞれ２電圧符
号化又は二極符号化と８電圧符号化の場合を示し、これ
らの相対的レイアウトは、どちらの場合も伝送誤差率を
高めずに最大伝送率を得るために選ばれている。
レイアウトを、同じ補正された伝送線と等価のベッセル
フィルタの伝達関数との関係で示す。それぞれ２電圧符
号化又は二極符号化と８電圧符号化の場合を示し、これ
らの相対的レイアウトは、どちらの場合も伝送誤差率を
高めずに最大伝送率を得るために選ばれている。
−第10図は、多機能ケーブルの伝送線に接続した補正回
路のレスポンス曲線の１例である。利得と、最大利得お
よび約200kHzの幅に集中したノイズ帯を強調して示す。
路のレスポンス曲線の１例である。利得と、最大利得お
よび約200kHzの幅に集中したノイズ帯を強調して示す。
−第11図は、２つの対称的符号化電圧を有する１群の符
号化電圧を示す。
号化電圧を示す。
−第12図は、８つの正または負の電圧を有する１群の符
号化電圧を示す。
号化電圧を示す。
−第13図は、電気搬送ケーブルの２本の導線間に多レベ
ルコートで符号化した信号を伝える伝送システムの１例
を示す概略図である。
ルコートで符号化した信号を伝える伝送システムの１例
を示す概略図である。
好ましい実施例の詳細
本発明の方法によって、制御・記録装置CEと、例えば
上記米国特許明細書に記載の型である１つ以上のゾンデ
１（第１図）に内蔵される信号受信装置の間で交わされ
る信号の伝送が可能になる。このゾンデは、地上に配置
した支持構造物３に懸下させ、記録台車５の収納リール
４に巻回した電気搬送ケーブルによって吊り下げられて
いる。使用するケーブル２はゾンデを井戸底部に装入す
るのに一般に使われるものである。該ケーブルは、例え
ば（第２図）７本の導線C1からC7からなる。６本の導線
C1からC6は、ケーブル内の中央の導線C7が通る中心から
等距離に等間隔で配置されている。ケーブルの外周は、
通常ブレード状の金属外装Ｔからなる。収納リール４
（第１図）に巻回されたケーブル１の７本の導線C1から
C7は伝送ケーブル６を通して記録台車５に配置した制御
・記録装置CEに接続している。
上記米国特許明細書に記載の型である１つ以上のゾンデ
１（第１図）に内蔵される信号受信装置の間で交わされ
る信号の伝送が可能になる。このゾンデは、地上に配置
した支持構造物３に懸下させ、記録台車５の収納リール
４に巻回した電気搬送ケーブルによって吊り下げられて
いる。使用するケーブル２はゾンデを井戸底部に装入す
るのに一般に使われるものである。該ケーブルは、例え
ば（第２図）７本の導線C1からC7からなる。６本の導線
C1からC6は、ケーブル内の中央の導線C7が通る中心から
等距離に等間隔で配置されている。ケーブルの外周は、
通常ブレード状の金属外装Ｔからなる。収納リール４
（第１図）に巻回されたケーブル１の７本の導線C1から
C7は伝送ケーブル６を通して記録台車５に配置した制御
・記録装置CEに接続している。
伝送するデータは、ケーブルの導線を組み合わせて得
た導線Ｌに伝えられる。第３図の組み合わせ態様によれ
ば、この伝送線は、一方でC2とC5を、もう一方でC3とC6
を相互接続して得る。信号はまた、例えば中央の導線C7
とブレードＴの間、あるいはC1とC4のように２本の導線
の間で伝送してもよい（第６図）。
た導線Ｌに伝えられる。第３図の組み合わせ態様によれ
ば、この伝送線は、一方でC2とC5を、もう一方でC3とC6
を相互接続して得る。信号はまた、例えば中央の導線C7
とブレードＴの間、あるいはC1とC4のように２本の導線
の間で伝送してもよい（第６図）。
この伝送線はまた、一方でC1,C3,C5、他方でC2,C4,C6
のように三角状に接続した導線の組み合わせ（第５図）
でもよい。
のように三角状に接続した導線の組み合わせ（第５図）
でもよい。
かかるゾンデは、場合によっては１個の従ゾンデある
いは数個からなる一連の従ゾンデを含むが、井戸の奥深
く、しばしば数キロメートルの深さ（３から7kmの間、
あるいはそれ以上）まで降ろされる。
いは数個からなる一連の従ゾンデを含むが、井戸の奥深
く、しばしば数キロメートルの深さ（３から7kmの間、
あるいはそれ以上）まで降ろされる。
第７図に例示した伝達関数は、長さ数キロメートルの
標準的な検層ケーブルの伝達関数である。これは、100k
Hz付近で30dB近くの減衰を示し、200kHz付近では50dBよ
り大きい減衰になる。その結果、距離が数キロメートル
におよび、専門家に公知のコードHDB3のような二極符号
化モードが使われる場合、伝送率は数百キロビット／秒
（通常100から200kb/s）より高くすることができない。
この符号化モードには、２つの対称的な振幅電圧が用い
られている。１つは正の＋Ｖボルトであり、他の１つは
負の−Ｖボルトである（第10図）。
標準的な検層ケーブルの伝達関数である。これは、100k
Hz付近で30dB近くの減衰を示し、200kHz付近では50dBよ
り大きい減衰になる。その結果、距離が数キロメートル
におよび、専門家に公知のコードHDB3のような二極符号
化モードが使われる場合、伝送率は数百キロビット／秒
（通常100から200kb/s）より高くすることができない。
この符号化モードには、２つの対称的な振幅電圧が用い
られている。１つは正の＋Ｖボルトであり、他の１つは
負の−Ｖボルトである（第10図）。
本発明の方法による最適化は、まず多レベル符号化モ
ードを採用することからなる。２つずつ対称になった１
群の２、４、８、16又は32の符号化電圧が０ボルト電圧
の両側に選択される。２レベル符号化モードとは上記コ
ードHDB3のような二極モードである。８レベル符号化に
は、符号化装置にある対称電圧＋Ｖと−Ｖのそれぞれを
４つに細分する。したがって符号化電圧の振幅は、それ
ぞれV1＝＋V,V2＝0.75＝V,V3＝＋0.5V,V4＝＋0.25V,V5
＝−0.25V,V6＝−0.5V,V7＝−0.75V,V8＝−Ｖになる。
この８レベル符号化装置（第11図）を用いると、同時に
３ビットまで伝送でき、したがって通過帯域を広げずに
伝送率を高めることがよく知られている。
ードを採用することからなる。２つずつ対称になった１
群の２、４、８、16又は32の符号化電圧が０ボルト電圧
の両側に選択される。２レベル符号化モードとは上記コ
ードHDB3のような二極モードである。８レベル符号化に
は、符号化装置にある対称電圧＋Ｖと−Ｖのそれぞれを
４つに細分する。したがって符号化電圧の振幅は、それ
ぞれV1＝＋V,V2＝0.75＝V,V3＝＋0.5V,V4＝＋0.25V,V5
＝−0.25V,V6＝−0.5V,V7＝−0.75V,V8＝−Ｖになる。
この８レベル符号化装置（第11図）を用いると、同時に
３ビットまで伝送でき、したがって通過帯域を広げずに
伝送率を高めることがよく知られている。
補正回路からでるノイズ電圧vb（第10乃至12図）は、
回路の通過帯域が広くその利得が高いため一層高くなっ
ているが、これら符号化電圧に重畳する。これら外乱の
マスキング効果は、低い符号化電圧、すなわちV5,V6
（第12図）においてより顕著であり、同じ許容誤差率の
場合、二極符号化（第６図）から８電圧符号化（第７
図）への変更により補正システムの遮断周波数を小さく
する必要が生じる。
回路の通過帯域が広くその利得が高いため一層高くなっ
ているが、これら符号化電圧に重畳する。これら外乱の
マスキング効果は、低い符号化電圧、すなわちV5,V6
（第12図）においてより顕著であり、同じ許容誤差率の
場合、二極符号化（第６図）から８電圧符号化（第７
図）への変更により補正システムの遮断周波数を小さく
する必要が生じる。
二極コードにおいてa1＝S/Bが信号／ノイズ比であれ
ば、４電圧符号化のためには、レベル間に同じ分離力を
維持しようとする場合より高い許容比a2＝a1＋2cを設定
する必要がある。ここでｃは6dBに設定した偏差であ
る。８電圧および16電圧符号化には、それぞれ値a3＝a1
＋2c、a4＝a1＋3cが設定される。
ば、４電圧符号化のためには、レベル間に同じ分離力を
維持しようとする場合より高い許容比a2＝a1＋2cを設定
する必要がある。ここでｃは6dBに設定した偏差であ
る。８電圧および16電圧符号化には、それぞれ値a3＝a1
＋2c、a4＝a1＋3cが設定される。
本発明の方法は、各伝送線に特定の補正回路網を付加
することからなり、該回路網は、復号化の際誤差を生じ
させる信号の過振動が起こる危険性を回避しながら各伝
送線の通過帯域を拡張する。
することからなり、該回路網は、復号化の際誤差を生じ
させる信号の過振動が起こる危険性を回避しながら各伝
送線の通過帯域を拡張する。
補正された伝送線が望ましくはベッセルフィルタの伝
達関数と等価の伝達関数を、少なくとも所定の周波数区
間（k2fc,k1fc）内で補正された線と等価のベッセルフ
ィルタの−3dB遮断周波数fc付近に有するように伝送線
を最適化する補正回路網を選択しなければならないこと
が分かっている。ここでk1,k2は乗数係数である。係数k
2は、例えば0.2台であり、係数k1は少なくとも２に等し
いか、望ましくは少なくとも2.5に等しくなるように選
択する。
達関数と等価の伝達関数を、少なくとも所定の周波数区
間（k2fc,k1fc）内で補正された線と等価のベッセルフ
ィルタの−3dB遮断周波数fc付近に有するように伝送線
を最適化する補正回路網を選択しなければならないこと
が分かっている。ここでk1,k2は乗数係数である。係数k
2は、例えば0.2台であり、係数k1は少なくとも２に等し
いか、望ましくは少なくとも2.5に等しくなるように選
択する。
さらに、この方法はこの遮断周波数fcを伝送パラメー
タの関数として選択することからなる。選んだ符号化電
圧数によって決まる補正回路網の出力部での許容ノイズ
振幅bsと、同じ回路網によって入力部で再生されるノイ
ズ振幅により、周波数帯（k2fc,k1fc）内で伝送された
信号に印加しなければならない最大利得と、使用する伝
送線で得られる最大遮断周波数fcを決定することができ
る。
タの関数として選択することからなる。選んだ符号化電
圧数によって決まる補正回路網の出力部での許容ノイズ
振幅bsと、同じ回路網によって入力部で再生されるノイ
ズ振幅により、周波数帯（k2fc,k1fc）内で伝送された
信号に印加しなければならない最大利得と、使用する伝
送線で得られる最大遮断周波数fcを決定することができ
る。
補正回路網の入力部で再生されたノイズ電圧は、一般に
で表される。ここでBFは増幅される周波数帯の幅であ
る。最大周波数帯BFが決まっているので、それから再生
された全ノイズbeを推定することができる。したがって
補正回路に与えるべき最大利得Ｇはbs/be比から得られ
る。
る。最大周波数帯BFが決まっているので、それから再生
された全ノイズbeを推定することができる。したがって
補正回路に与えるべき最大利得Ｇはbs/be比から得られ
る。
利得Ｇが与えられたので、等価ベッセルフィルタの遮
断周波数fcは、区間（k2fc,k1fc）に含まれる周波数が
何であろうと、信号に与えられるべき振幅増大値が最大
でもＧに等しくなるように選ぶことができる（第８、９
図）。最大伝送周波数Fmは得られた周波数fcに比例する
（Fm＝k.fc）。係数ｋは例えば2.2台である。率Dmは関
係式Dm＝Fm 1og2nから推定できる。ｎは符号化レベルの
数である。
断周波数fcは、区間（k2fc,k1fc）に含まれる周波数が
何であろうと、信号に与えられるべき振幅増大値が最大
でもＧに等しくなるように選ぶことができる（第８、９
図）。最大伝送周波数Fmは得られた周波数fcに比例する
（Fm＝k.fc）。係数ｋは例えば2.2台である。率Dmは関
係式Dm＝Fm 1og2nから推定できる。ｎは符号化レベルの
数である。
以下に述べる特定の実施例の検証により、本発明の方
法で実際に得た結果を裏付けることができる。伝送線が
伝達関数FTCを有する第３乃至５図に示すような伝送ケ
ーブルが用いられる。信号／ノイズ比S/bsが、例えば２
電圧二極コードについては40dBに設定され、８、16、32
電圧符号化についてはそれぞれ52dB、58dB、64dBに設定
されている。使用する伝送線補正回路の入力部で再生さ
れるノイズbeは例えば 増幅される周波数帯は250kHz台、信号Ｓの振幅は例えば
1Vに設定される。
法で実際に得た結果を裏付けることができる。伝送線が
伝達関数FTCを有する第３乃至５図に示すような伝送ケ
ーブルが用いられる。信号／ノイズ比S/bsが、例えば２
電圧二極コードについては40dBに設定され、８、16、32
電圧符号化についてはそれぞれ52dB、58dB、64dBに設定
されている。使用する伝送線補正回路の入力部で再生さ
れるノイズbeは例えば 増幅される周波数帯は250kHz台、信号Ｓの振幅は例えば
1Vに設定される。
上記数値により、振幅beは2.5マイクロボルトに等し
いと計算され、最大振幅bsは与えられた比S/bsの値から
計算され、印加される利得Ｇは、二極符号化、８、16、
32電圧符号化に対してそれぞれ72dB（第８図）、60dB,5
4dB（第５図）、48dBになる。伝送線のみの伝達関数FTL
と等価ベッセルフィルタの伝達関数FTBの間の偏差Ｇが
決まっているので、これらの間に偏差Ｇが周波数f2＝2.
5.fcで求められるまで一方が他方に関連して変換する。
この条件から求める遮断周波数fcが与えられる。二極符
号化では、fcはほぼ200kHzに等しいと分かっている（第
８図）。８電圧符号化では、fcはほぼ160kHzに等しい
（第９図）。また16および32電圧符号化では、fcがそれ
ぞれ150kHz,120kHzの範囲にあると確定できる。
いと計算され、最大振幅bsは与えられた比S/bsの値から
計算され、印加される利得Ｇは、二極符号化、８、16、
32電圧符号化に対してそれぞれ72dB（第８図）、60dB,5
4dB（第５図）、48dBになる。伝送線のみの伝達関数FTL
と等価ベッセルフィルタの伝達関数FTBの間の偏差Ｇが
決まっているので、これらの間に偏差Ｇが周波数f2＝2.
5.fcで求められるまで一方が他方に関連して変換する。
この条件から求める遮断周波数fcが与えられる。二極符
号化では、fcはほぼ200kHzに等しいと分かっている（第
８図）。８電圧符号化では、fcはほぼ160kHzに等しい
（第９図）。また16および32電圧符号化では、fcがそれ
ぞれ150kHz,120kHzの範囲にあると確定できる。
使用する符号化電圧の数に応じて同時に伝送できるビ
ット数を考慮にいれると、かかる伝送線の伝送率Dmは16
または32電圧符号化で1.3から1.5Mbits/s台の最適値に
達すると考えられる。しかも復号化誤差を生じがちな過
振動を起こさない。使用する伝送線の伝達曲線の形を考
慮すると、最適率は16または32レベル符号化の時最大に
なり、符号化電圧数を増大しても率に相関的な上昇が認
められないことが分かる。
ット数を考慮にいれると、かかる伝送線の伝送率Dmは16
または32電圧符号化で1.3から1.5Mbits/s台の最適値に
達すると考えられる。しかも復号化誤差を生じがちな過
振動を起こさない。使用する伝送線の伝達曲線の形を考
慮すると、最適率は16または32レベル符号化の時最大に
なり、符号化電圧数を増大しても率に相関的な上昇が認
められないことが分かる。
本方法を実施する装置（第13図）は、通常、米国特許
第4,779,055号あるいは第4,774,474号に記載の変数−知
得増幅・フィルタ鎖９とアナログ／デジタル変換装置10
に順次接続された入力多重変換装置８からなる捕捉シス
テム７が伝えるデジタル化したデータを伝送するのに適
合している。
第4,779,055号あるいは第4,774,474号に記載の変数−知
得増幅・フィルタ鎖９とアナログ／デジタル変換装置10
に順次接続された入力多重変換装置８からなる捕捉シス
テム７が伝えるデジタル化したデータを伝送するのに適
合している。
捕捉システムから送られるデジタル化した信号は、伝
送コードおよび符号化電圧数に適合した公知の専用符号
化装置11に伝えられ、次いで第３乃至６図に概略を示す
組み合わせのいずれかによって得られたケーブル２の１
本の伝送線に接続した放出装置に伝えられる。
送コードおよび符号化電圧数に適合した公知の専用符号
化装置11に伝えられ、次いで第３乃至６図に概略を示す
組み合わせのいずれかによって得られたケーブル２の１
本の伝送線に接続した放出装置に伝えられる。
放出装置12は、例えば、その両端が符号化装置11に接
続された一次巻線を有する変圧器13からなる。
続された一次巻線を有する変圧器13からなる。
変圧器11の二次巻線は、例えば、中央伝送線C7と外周
のブレードＴとの間に接続している。ケーブル２の他端
では別の変圧器14が線C7、ブレードＴ間に伝送される信
号を読み取る。変圧器14の二次巻線の信号は補正装置15
に伝えられ、この装置の効果で補正された伝送線がベッ
セルフィルタのレスポンスとほぼ同一のレスポンスを、
少なくとも規定された区間（k2fc,k1fc）内では有する
ようになっている。フィルタ装置15からくる信号は、デ
ジタル化した信号を放出するように適合した公知の型の
受信装置16に伝えられ、次いで復号器17に伝えられ、そ
こで伝送されたデジタル化信号が再生される。
のブレードＴとの間に接続している。ケーブル２の他端
では別の変圧器14が線C7、ブレードＴ間に伝送される信
号を読み取る。変圧器14の二次巻線の信号は補正装置15
に伝えられ、この装置の効果で補正された伝送線がベッ
セルフィルタのレスポンスとほぼ同一のレスポンスを、
少なくとも規定された区間（k2fc,k1fc）内では有する
ようになっている。フィルタ装置15からくる信号は、デ
ジタル化した信号を放出するように適合した公知の型の
受信装置16に伝えられ、次いで復号器17に伝えられ、そ
こで伝送されたデジタル化信号が再生される。
上記の記載から明らかなように、符号化装置11は、デ
ジタル化した信号をケーブルおよびフィルタ装置15の電
子回路のパラメータと矛盾しない最大伝送率Ｄに最大で
も等しい率で伝送するのに適合している。
ジタル化した信号をケーブルおよびフィルタ装置15の電
子回路のパラメータと矛盾しない最大伝送率Ｄに最大で
も等しい率で伝送するのに適合している。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｅ２１Ｂ 47/18
(56)参考文献 特開 昭61−45657（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−207143（ＪＰ，Ａ)
欧州特許出願公開398581（ＥＰ，Ａ
２)
欧州特許出願公開25895（ＥＰ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04L 25/49
H04L 25/03
Claims (6)
- 【請求項１】井戸内の装置と地上設備を連結するのに用
いられるようなタイプの多機能ケーブル（２）に含まれ
る伝送線上の信号の伝送率を許容伝送誤差率を変えるこ
となく最適化する方法であって、 −デジタル化された信号を、少なくとも２つの所定の電
圧レベルからなる１群の符号化電圧のうちから選択され
た電圧によって符号化するステップと、 −補正された伝送線の伝達関数（FTB）がベッセル型フ
ィルタの伝達関数と等価の伝達関数になるように選択さ
れた補正回路（15）と組み合わせて用いられる各伝送線
の通過帯域を、補正された伝送線の−3dB遮断周波数fc
の両側に広がる周波数区間において高周波数側に拡張す
るステップを有し、前記区間の上限の周波数はこの遮断
周波数に比例し、比例係数（k1）は２より大きく、補正
された伝送線の前記遮断周波数は前記電圧群の符号化レ
ベルの数と許容誤差率の関数により選択される方法。 - 【請求項２】補正された各伝送線の伝達関数（FTB）
が、少なくともfcが前記遮断周波数fc、k1が2.5に等し
い乗数因子、k2が0.2台の乗数因子である周波数区間（k
2fc,klfc）において少なくともほぼベッセルフィルタの
伝達関数に相当するものとなるように補正回路を選択す
るステップを有する請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】選択した符号化電圧数が増大するに従い相
関的に減少する制限値（Ｇ）に最大でも等しい利得を前
記周波数区間内の信号に固定の伝送誤差率で印加し、各
伝送線に接続した前記補正回路を介して再生したノイズ
レベル（be）に依存する補正回路を選択し、最大伝送周
波数が依存する前記遮断周波数（fc）を各伝送線上に送
られる信号に与えられる振幅増大値が最大でも前記制限
値（Ｇ）に等しくなるように選択するステップを有する
請求項１又は２のいずれかに記載の方法。 - 【請求項４】伝送する信号を少なくとも８レベルの電圧
からなる符号化電圧の１群を用いて符号化することによ
って伝送率を増大するステップを有する請求項１又は２
に記載の方法。 - 【請求項５】伝送する信号を16の符号化電圧からなる符
号化電圧群を選択して符号化することによって伝送率を
増大するステップを有する請求項１又は２に記載の方
法。 - 【請求項６】請求項１または２に記載の方法を実施する
ための装置であって、 伝送するデジタル化信号を、選択した数の符号化電圧で
符号化し、それらを伝送線に印加するように適合された
符号化装置（11）と、フィルタ回路（15）とを有し、前
記フィルタ回路は、前記フィルタ回路と結合された伝送
線が、使用した符号化電圧の数、伝送線単体での伝達関
数（FTB）、および前記フィルタ回路のノイズ特性の関
数として選択された遮断周波数fcを有するベッセル型フ
ィルタの伝達関数と等価の伝達関数を、前記遮断周波数
fcの両側に広がる周波数区間で有するように適合されて
いる装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9105375A FR2675974B1 (fr) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Procede et dispositif pour optimiser les debits de transmission des signaux sur des cables de puits multi-fonctions. |
| FR91/05375 | 1991-04-29 | ||
| PCT/FR1992/000379 WO1992019839A1 (fr) | 1991-04-29 | 1992-04-28 | Procede et dispositif pour augmenter les debits de transmission de signaux sur des cables de puits multi-fonctions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05508284A JPH05508284A (ja) | 1993-11-18 |
| JP3435606B2 true JP3435606B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=9412442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50982592A Expired - Fee Related JP3435606B2 (ja) | 1991-04-29 | 1992-04-28 | 多機能井戸ケーブル上の信号伝送率最適化の為の方法および装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5243337A (ja) |
| EP (1) | EP0511915B1 (ja) |
| JP (1) | JP3435606B2 (ja) |
| CA (1) | CA2067546C (ja) |
| DE (1) | DE69206675T2 (ja) |
| FR (1) | FR2675974B1 (ja) |
| NO (1) | NO305327B1 (ja) |
| WO (1) | WO1992019839A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5515039A (en) * | 1994-07-19 | 1996-05-07 | Panex Corporation | Surface/downhole pressure recording system |
| US5691639A (en) * | 1996-08-28 | 1997-11-25 | Honeywell Inc. | Proximity sensor circuit with frequency changing capability |
| US7787525B1 (en) * | 1999-12-24 | 2010-08-31 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for transmission of well-bore data on multiple carrier frequencies |
| US6657551B2 (en) | 2001-02-01 | 2003-12-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole telemetry system having discrete multi-tone modulation and dynamic bandwidth allocation |
| US7348894B2 (en) | 2001-07-13 | 2008-03-25 | Exxon Mobil Upstream Research Company | Method and apparatus for using a data telemetry system over multi-conductor wirelines |
| US7026951B2 (en) * | 2001-07-13 | 2006-04-11 | Exxonmobil Upstream Research Company | Data telemetry system for multi-conductor wirelines |
| US20040155794A1 (en) * | 2003-02-06 | 2004-08-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole telemetry system using discrete multi-tone modulation with adaptive noise cancellation |
| US7026952B2 (en) * | 2003-02-21 | 2006-04-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole telemetry system using discrete multi-tone modulation having repeated symbols |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3514750A (en) * | 1968-06-24 | 1970-05-26 | Atlantic Richfield Co | Borehole telemetering system |
| DE2937697C2 (de) * | 1979-09-18 | 1983-04-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Erzeugung mehrstufiger digitaler Signale aus binärenSignalen sehr hoher Bitrate |
| US5051991A (en) * | 1984-10-17 | 1991-09-24 | Ericsson Ge Mobile Communications Inc. | Method and apparatus for efficient digital time delay compensation in compressed bandwidth signal processing |
| US5010333A (en) * | 1989-05-17 | 1991-04-23 | Halliburton Logging Services, Inc. | Advanced digital telemetry system for monocable transmission featuring multilevel correlative coding and adaptive transversal filter equalizer |
| US5083124A (en) * | 1990-04-17 | 1992-01-21 | Teleco Oilfield Services Inc. | Nuclear logging tool electronics including programmable gain amplifier and peak detection circuits |
-
1991
- 1991-04-29 FR FR9105375A patent/FR2675974B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-04-27 NO NO921627A patent/NO305327B1/no not_active IP Right Cessation
- 1992-04-28 JP JP50982592A patent/JP3435606B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-28 DE DE69206675T patent/DE69206675T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-28 EP EP92401211A patent/EP0511915B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-28 WO PCT/FR1992/000379 patent/WO1992019839A1/fr unknown
- 1992-04-29 US US07/875,321 patent/US5243337A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-29 CA CA002067546A patent/CA2067546C/fr not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO921627L (no) | 1992-10-30 |
| DE69206675T2 (de) | 1996-05-02 |
| CA2067546C (fr) | 2002-04-02 |
| FR2675974B1 (fr) | 1993-07-09 |
| EP0511915B1 (fr) | 1995-12-13 |
| JPH05508284A (ja) | 1993-11-18 |
| NO921627D0 (no) | 1992-04-27 |
| CA2067546A1 (fr) | 1992-10-30 |
| DE69206675D1 (de) | 1996-01-25 |
| WO1992019839A1 (fr) | 1992-11-12 |
| NO305327B1 (no) | 1999-05-10 |
| FR2675974A1 (fr) | 1992-10-30 |
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| US5243337A (en) | 1993-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |