CN107005272A - 用于井下应用的通信信号处理的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种数据通信系统和用于通过三相电力系统传递数据的高速数据通信的相关方法。利用顺序多频传输或同时多频传输来执行信息的传送。频率被传送以使得同时存在的多个频率或频率传输模式的组合表示所传送的数据。包括时域和频域技术的数字信号处理被用来解码所传送的数据。

Description

用于井下应用的通信信号处理的系统和方法

相关申请的引用

本文公开内容要求于2014年10月21日提交的美国临时专利申请No.62/066,588的权益，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本文件所描述的技术总体上涉及用于井下设备的数据通信系统，并且更具体地，涉及在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的系统和方法。

发明背景

在石油工业中监测潜水泵的仪器设备，并且尤其是将数据叠加至这样的泵的三相电力电缆的设备历史悠久。这些设备通常使用三相系统的对地隔离以使得能够将电力递送至井下仪器以及能够在地面从该设备恢复数据。这些系统不需要安装在计量表(gauge)和地面之间的单独的电缆。这些常规仪器系统中的大多数在地面利用直流(DC)电源，利用大电感注入，并且也通过大电感连接的井下设备以作为数字比特流或像脉冲宽度或高度调制那样的模拟变量传送信息的方式来调制该DC电流源。这些常规系统受到三相电力系统中的绝缘故障的消极影响，并且作为这个的结果是经常失效。此外，这样的系统数据传输慢，其数据速率通常小于1比特/秒。

与上述的系统相比，其他的常规系统数据传输速率更快且更耐受三相电力系统中的绝缘故障。然而，这些其他的常规系统仍存在问题。例如，这些系统不提供用于解决来自变速驱动装置的谐波噪声的鲁棒解决方案，该变速驱动装置经常用来为潜水泵供电。因此，如果谐波与系统中使用的载波频率处于相同频率，这样的系统就可能失效。此外，这些系统不为井下设备提供持续供电的任何手段。

发明概述

本文公开内容涉及在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的系统和方法。在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的示例方法中，使用n个不同的频率在该井下设备和该地面之间传送数据字，其中n大于1。数据字的传输包括适时传送包括以独特序列(唯一顺序，unique sequence)排列的该n个频率的信号，其中频率的该独特序列代表该数据字。

在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的另一示例方法中，在该井下设备和地面之间传送数据比特。数据比特的传输包括在传输线上同时传送多个频率，其中同时传送的频率的独特组合代表比特的值。

在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的另一示例方法中，在该井下设备和地面之间传送数据字。数据字的传输包括传送频率组合的独特序列，其中每个频率组合包含在传输线上同时传送的多个频率。频率组合的该独特序列代表所述数据字。

附图说明

图1A和图1B描述了包括以独特序列排列的多个频率的信号。

图1C描述了数据比特的传输，其中每个数据比特由传输线上同时传送的多个频率表示。

图1D描述了频率组合的独特序列的传输，每个频率组合包括传输线上同时传送的多个频率。

图2描述了多频编码系统的方框图。

图3描述了利用两个频率的数据传输系统的方框图。

图4和图5描述了利用三个频率的数据传输系统的方框图。

图6描述了利用四个频率的数据传输系统的方框图。

图7和图8描述了本文所述的系统和方法中使用的示例信号。

发明详述

本文所述的方法实现了数据通信系统和用于通过三相电力系统传递数据的高速数据传输的相关方法。除了其他用途，这样的系统和方法还可以用于地面和井下设备之间的数据通信。示例的井下设备包括布置的井下传感器(DHS)，诸如油田电潜泵(ESP)。然而，应当注意，本文所描述的系统和方法不限于地面和井下设备之间的数据通信，且本文所描述的方法能够用于多种多样的数据通信系统中。

如上所述，用于地面和井下设备之间的数据通信的常规系统存在许多问题。例如，常规系统不提供用于解决来自变速驱动装置的谐波噪声的鲁棒解决方案，该变速驱动装置经常用来为电潜泵提供动力。因此，如果这样的谐波与系统中使用的载波频率处于相同频率，这些系统就会失效。如下文所述，通过实现甚至存在于谐波噪声中的信号的可靠传输和解码，本文中描述的系统和方法可以用来补救这一问题。此外，使用频率传送信号来传递信息的信息传输系统的基本问题在于发射机和接收机之间的信号衰减程度。这一问题在油田泵监测中因为长电缆长度而尤为严重，该长电缆可以长达10km。本文中描述的系统和方法可以用于通过提供适用于鲁棒解码受到这样的衰减信号困扰的数据传输和检测方法来解决这个问题。

此外，常规系统不提供解码数据的鲁棒或独特方法，并且严重依赖传统调频(FM)解码技术。利用这样的传统FM解码的问题在于，信息可能含有其中恢复的信号主要是噪声而不包含传送的载波频率的时间段，并且含有其中严重衰减已经使信号如此之小以至于不能有效FM解码的时间段。本文中所述的系统和方法不依赖于传统FM解码，而是提供独特解决方案来解码数据。利用本文所述的传输和解码方法可达到更高的数据速率。

如下文详细描述的，本文公开的方法包括利用顺序频率传输(例如，传送包括以独特序列排列的n个频率的信号)和/或多个频率的同时传输从井下设备到地面传输信息。所传送的多个频率可以具有常规或非常规的模式并且以将所传送的数据与相干的电机电源(VSD)噪声和/或背景噪声区分的方式传送。所传送的多个频率用于代表以下述方式正在被传送的数据，该方式对于解码和能够以若干方式被解码以提供冗余和抗噪性均是独特的。

时域和频域分析技术被用于提供恢复特别编码的数据的强大且具体的方法，该方法解决了常规系统中的数据解码问题。传送和解码来自位于井下在潜水泵上的发射机的数据的独特问题以这种方式得以解决。图1A-图1D提供了在本文公开的系统和方法中使用的示例技术的综述。在下文中参考图2-图8提供了关于这样的技术的额外细节。

在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的示例方法中，利用n个不同的频率在井下设备和地面之间传送数据字，n大于1。数据字的传输包括适时传送包括以独特序列排列的n个频率的信号，其中频率的该独特序列代表数据字。为了说明这一点，参考图1A。如该图所示，可以使用n＝3个不同频率(即，在图中记为f1、f2和f3)来传送数据字。该数据字的传输包括适时传送包括以独特序列排列的三个频率f1、f2和f3的信号。

在图1A的示例中，“f1|f2|f3”的独特序列表示特定数据字。通过改变信号中传送的频率的顺序，其他数据字被传送(例如，通过改变顺序为“f2|f3|f1”，可传送第二数据字)。在示例中，n个不同频率使得能够传送n！(例如，n的阶乘)个独特数据字。因此，在图1A的示例中，使用n＝3个不同频率使得能够传送3！(即，1*2*3)个独特数据字。因此，图1A的示例利用多个频率，其中这样的频率以表示数据字的独特序列传送。

在图1A的示例中，n可以为大于一的任意数。因此，例如，图1B示出了其中n＝4的示例。在该示例中，数据字的传输包括适时传送包括以独特序列排列的四个频率(例如，f1、f2、f3和f4，如图中所示)的信号，其中频率的独特序列表示特定数据字。在图1B中，“f1|f2|f3|f4”的顺序表示一个这样的数据字。如图中所示，多个频率的传输可以利用正弦波，但应当注意，在其他示例中还可以利用方波、矩形波、或其他周期性信号传送频率。

在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的另一示例方法中，数据比特在井下设备和地面之间传送。数据比特的传输包括在传输线上同时传送多个频率，其中同时传送的频率的独特组合代表比特的值。为了说明这一点，参考图1C。如该图中所示，值为“1”的数据比特的传输可以通过在数据线上同时传送多个频率f1+f3来完成。为了传送值为“0”的数据比特，在传输线上同时传送多个频率f2+f3。因此，同时传送的频率的独特组合代表比特的值。

应当注意，图1C中所示的方案(例如，其中“f1+f3”表示“0”比特，而“f2+f3”表示“1”比特)仅仅是一示例，而在其他示例中使用其他方案。还应当注意，尽管图1C的示例使用n＝3个频率(即，f1、f2和f3，如图中所示)，但n可以是大于一的任意数。

在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的另一示例方法中，数据字在井下设备和地面之间传送。数据字的传输包括适时传送频率组合的独特序列，其中每个频率组合包含在传输线上同时传送的多个频率。频率组合的独特序列代表数据字。为了说明这一点，参考图1D。如该图所示，可以使用三个频率组合的序列传送数据字。在该图中，第一频率组合为“f1+f3”，其中这些频率在传输线上同时被传送。第二频率组合为“f2+f3”，其中这些频率在传输线上同时被传送。第三频率组合为“f1+f2”，其中这些频率在传输线上同时被传送。

在图1D的示例中，“f1+f3|f2+f3|f1+f2”的独特序列表示特定数据字。通过改变该频率组合的顺序，传送其他数据字(例如，通过将顺序改变为“f1+f2|f2+f3|f1+f3”，可以传送第二数据字)。图1D的示例可被视为上述方法与参照图1A和图1C的组合。具体地，序列用于表示数据字(例如，如在图1A的方法中使用的)且序列的每项包括多个频率的同时传输(例如，如在图1C的方法中使用的)。应当注意，尽管图1D的示例使用n＝3个频率(即，f1、f2和f3，如图中所示)，但n可以为大于一的任意数。

如下文进一步详细描述的，参考图2-图8，本文公开的方法实现了数据传输的独特方法和解码该数据的独特方法。同时发生的频率传输能够用来提高数据压缩和数据速率，和/或提供增加的冗余以及提供对单个频率处的干扰不敏感的系统，例如来自大型三相变速驱动装置的谐波噪声。由于本文描述的系统使用多频编码，能够使用多种信号频率(例如，小于10KHz的频率)实现快速数据传输。

图2是可以用于本文所述的方法中的示例多频编码系统的方框图。如图所示，频率发生器202(例如，方波发生器、正弦波发生器、矩形波发生器等等)能够生成多个频率。在图2的示例中，使用了一到四个频率，但这可以被扩展为任意数。频率发生器202被耦合至开关204。在该示例中，通过关闭特定开关，具有四个频率f1、f2、f3和f4之一的信号被耦合至输出206。通过适时以不同顺序打开和关闭开关，不同的频率信号以不同的顺序出现。每个序列表示一个或仅一个具体数据字，且该数据字随后被接收并由地面单元适当地解译。所使用的n个频率给出n！(即，1*2*3*…*n)个可能的序列。该示例多频编码系统可以该方式用于参考图1A实现上述方法。

如上所述参考图1C和图1D，传递数据的方法可以包括在传输线上同时传送多个频率。可以实现这样的方法的示例系统在图3中示出。该图示出了使用两个频率用于测量数据信号的传输的示例。两个频率中的第一个用来传送逻辑值“1”，而两个频率中的第二个用来传送逻辑值“0”。具体地，在图3的示例中，具有频率f1的数据传输线信号中的实例指示值“1”的传递，而具有频率f2的数据传输线信号中的实例指示值“0”的传递。在其中两个频率在传输线上同时被传送的情况下能够完成该组合，其可以被解译为信号分离(例如，空间)。

该信号分离是既不表示“0”也不表示“1”的数据符号。该信号分离符号可以被用来传递关于数据帧传输的开始/结束(例如，同步启动/停止)的信息，以及传递关于在该帧内传输的过程中“零”和“一”的可能分离的信息。例如，类似于摩斯电报信号中使用的结构，f1和f2的长组合(“划”)可以指示启动/停止数据帧传输，而短组合(“点”)可以指示同一帧内的“零”和“一”的分离。图3的系统在DHS传输系统的地下部分中实现相对简单，包括逻辑的简单，其允许软件和硬件两者的实现。尽管图3的示例可以展现对在类似于数据传递中使用的那些频率处的噪声的一些敏感性(例如，变换器装置的分谐波)，但这能够通过延长逻辑“1”和“0”的持续时间和仔细选择载波频率(例如，以便形成一对质数)来抵消。

在图3中，测量数据和设备地址存储在数据缓冲区302中以形成传输帧。根据部件的复杂程度，这样的帧能够含有一个或多个测量数据。在循环缓冲能力的情况下，测量设备地址可以被添加至缓冲区302中，或其可以为系统默认值。数据缓冲区302根据时钟信号发生器306计时，该时钟信号发生器306输出信号且信号否定(信号撤销，signal negation)用于控制向地面的信号传输。在数据(D)具有布尔值(Boolean value)“1”的情况下，信号发生器f1 304生成的载波信号在方框MNZ1(1x f1＝f1)被释放并且在加法器SUM1被接收。同时，当来自缓冲区的否定输出为布尔值“0”时，这在方框MNZ2中阻挡发生器308输出f2。

MNZ3方框在其接收来自时钟发生器的具有布尔值“1”的否定控制信号时被解锁，这意味着该系统已经完成了确定来自缓冲数据的输出的值的过程。通过阻挡加法器SUM1和SUM2，f1信号在逻辑“1”的持续时间内被传送至用于电压电平传输和线路发射机的匹配电路310。该系统在经由信号频率f2传送逻辑“0”时以类似的方式起作用。

通过生成作为具有频率f1和f2的信号的叠加的信号(例如，等于f1+f2，通过同时传送这两个频率)来实现测量数据的单个逻辑值的分离。这在加法器方框SUM3中完成。来自加法器方框SUM3的输出在重写输出数据缓冲区的新值的持续时间内在方框MNZ5中被解锁，通过来自时钟发生器306的具有逻辑“1”的信号计时。通过方框SUM2，分离信号f1+f2被传送至用于电压电平传输和线路发射机的匹配电路310。

在图4中，引入第三频率，并且其被设计为提高在信号传输路径中发生的电干扰的传输免疫力，其可以包括供应至泵电机的电能。在该示例中，数据信号传输是三个频率中的两个频率的适当组合。具体地，在该示例中，作为信号f1和f3的频率之和的数据传输信号的实例指示传递值“1”，并且作为信号f2和f3的频率之和的数据传输信号的实例指示传递值“0”。该组合可以通过传输线路中仅具有频率f3的信号被传送的情况补充，其能够被解译为信号分离(例如，空间)。该信号分离符号能够用来传递关于数据帧传输开始/结束(例如，同步启动/停止)的信息以及传递关于在该帧内传输的过程中“零”和“一”的可能分离的信息。因此，可以假定f3中的较长持续时间(“划”)意味着数据帧的启动/停止传输，而短持续时间(“点”)意味着相同广播帧内“零”和“一”的分离。

图4的系统具有比图3的系统更高的复杂度，但图4的系统具有对干扰和分谐波(例如，来自泵电机控制)更高的免疫力。在图4中，测量数据和设备地址存储在数据缓冲区402中以形成传输帧。根据部件的复杂程度，这样的帧能够含有一个或多个测量数据。在循环缓冲能力的情况下，测量设备地址可以被添加至缓冲区402中，或其可以为系统默认值。数据缓冲区402根据时钟信号发生器406计时，该时钟信号发生器406输出信号且其信号否定用于控制向地面的信号传输。在数据信号(D)具有布尔值“1”的情况下，方框MNZ1释放频率f1+f3的组合(即，1x(f1+f3))。信号f1和f3分别由频率发生器404和408生成。同时，当来自否定缓冲区的输出为布尔值“0”时，这阻挡方框MNZ2输出载波信号(即，0x(f2+f3))。信号f2由方框410生成。

MNZ3方框在其接收来自时钟发生器406的具有布尔值“0”的否定控制信号时被解锁，这意味着该系统已经完成了确定来自缓冲数据的输出的值的过程。通过加法器SUM3和SUM4，载波信号“1”(f1+f3)在逻辑“1”的持续时间内被传送至用于电压电平传输和线路发射机的匹配电路412。以类似的方式，使用是信号的频率f2和f3的和的载波信号传送逻辑“0”。测量数据的单个逻辑值的分离通过在数据输入数据缓冲区402中的持续时间内使用具有频率f3的信号来实现。这通过使用方框MNZ5完成，其传送其输出至加法器SUM4。

注意到在图4中，用于分离器数据符号的单个频率f3可以对干扰敏感。在一个示例中，该敏感性通过使用用于分离器数据符号的频率的组合消除。这样的示例在图5中示出。图5的系统以与图4的系统类似的方式操作，除了控制特性(启动/停止和分离器)，载波信号使用图5中的两个信号之和。在该示例中，该和可以通过对具有频率f1和f2的信号求和。

在图6中，引入第四载波频率。这提供对所有传送的分量(例如，逻辑值“0”和“1”，分离启动和停止)的干扰的高免疫力。在图6中，作为频率f1和f2的信号之和的数据传输信号的实例指示传递值“1”，而作为频率f3和f4的信号之和的数据传输信号的实例指示传递值“0”。该组合能够通过在传输线路信号中存在信号的频率的和<f1&f3>或<f1&f4>或<f2&f3>或<f2&f4>的情况补充。这样的配对可以作为符号用于控制传输，例如：(1)数据传输帧内的“零”和“一”分离，(2)数据帧传输开始，(3)数据帧传输结束，和(4)重复数据帧传输。

对于上述的信号之和的每一组合，利用信号的持续时间(例如，类型“点”和类型“划”)能够包括额外的媒介信息，其将使控制符号的可能组合的数量增加至多达八种。这使得该系统显著提高了对潜在传输干扰的免疫力且减少了误差。此外，在示例中，可以引入组成上述每个信号的信号的不同持续时间。对数据包中的信号的持续时间之间的特定关系(或除了简单求和法以外的任意其他组合)的了解允许元素的扩展以增加传输的安全性和保密性。图6示出了基于使用四个载波频率的数据传输系统的示例性示意图。图6的系统的操作类似于图3-图5的系统的操作。

图1-图6描述了独特且固有噪声免疫的数据传输系统。为了补足该传输系统，将参考图7和图8在下文中描述解码和提取传送的数据中的信息的系统和方法。因此，如下所述，数据恢复可以以在相同数据频带中的显著相干噪声以及高信号衰减存在的情况下提供鲁棒数据恢复的方式完成。数字信号处理的使用，如在下述的系统和方法中利用的，能够提供执行在模拟系统中将是困难的以及在一些情况下实现是不实际的数据处理的机会。在数字信号处理系统中，处理器系统能够以足够的速度和分辨率捕获模拟信号以便数字滤波和其他数字处理能够被应用于该系统。

注意到，数字处理可以在应用以下处理步骤中的任意步骤之前将传统滤波施加至获取的信号。数字滤波的一个益处在于其不会发生共振。极窄带宽和高增益模拟滤波器易于在滤波器的频率中心自由振荡，且这是个不存在数字滤波的问题。这与解码过程相关，因为自由振荡滤波器将在FM载波频率之一处生成频率并且能够在简单FM系统中被错误地解码为“1”或“0”。通过使用数据的每个片段或比特的模式和序列(如在本文所述的系统和方法中使用的)，这无法发生。

现在参考图7。在该示例中，恢复的信号704在与传送的序列长度相同的时间窗口中被重复采样。如上所述，该传送的序列可以包括(i)序列中传送的单个频率，和/或(ii)序列中传送的频率组合(例如，每个频率组合包含同时传送的多个频率)。之后，该采样窗口中的数据可以通过应用预期信号和恢复的数据之间的相关性706被处理。在该方式中，传送的数据模式702甚至被识别为具有显著的相干噪声，因为噪声将不会对相关性做出响应。

现在参考图8。可能存在恢复的数据不具有足够高的振幅或者因噪声和其他电信号而失真的情况。如图8所示，使用快速傅立叶变换(FFT)分析的处理可以缓解该问题。该过程包括在与传送的序列或频率的组合长度相同的窗口中重复采样恢复的信号804。传送的信号在图8的802处示出。对采样波形实施FFT，且该FFT在小频率窗口中被用于针对平均振幅进行分析。以适于正被检测的模式传输速率的采样速率重复完成这一步骤。这在图8的806、808、810处示出。在时间周期内，将在序列窗口中发生和改变序列窗口为序列窗口时间帧的独特变化将是频率组合和模式的改变。因此，平均FFT幅度将以感兴趣的特定频率示出这些幅度改变，具有是捕获的数据的垂直采样分辨率的独特限制。这提供了一种甚至在幅度极低以及相比于背景噪声和谐波干扰相对较小时检测特定频率模式和组合的非常强大的方法。

本文公开涉及用于在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的系统和方法。如上所述，在用于传送数据的一种方法中，数据包括以独特序列传送的从1到n的多个频率的组合，以便其不会被任意其他来源的电噪声复制。在用于传送数据的另一方法中，数据的每个比特作为不同频率被同时传送。如上文所述，可将这两种方法进行组合，如上所述。本文还描述了一种传送和解码数据的方法，包括以频率的独特组合和/或序列发送数据，以及针对该已知的定时和频率的独特组合执行恢复的数据的相关性以提供鲁棒解码，甚至在存在来自其他来源的显著噪声和相干频率的情况下也是如此。此外，在传送和解码数据的方法中，数据以频率的独特组合和/或序列发送数据，以及对恢复的信号执行重复的傅立叶变换，尤其是在对应于包含在传送的数据中的特定频率的一系列窄频窗口中测量平均振幅。在该方法中，平均FFT振幅可以适时与连续的频率组合的特定模式相关。

该文字描述利用举例来披露本发明，包括最佳方式，并且还使得本领域技术人员制造和使用该发明。该发明可取得专利的范围包括其他示例。此外，本文所述的方法和系统可以在许多不同类型的处理设备上通过包括程序指令的程序代码实现，该程序指令可由设备处理子系统执行。软件程序指令可以包括源代码、目标代码、机器代码或可操作引起处理系统执行本文所述的方法和操作的任意其他存储的数据。然而，其他实现也可以被使用，诸如固件或甚至适当设计的硬件，其配置用于实施本文所述的方法和系统。

该系统和方法的数据(例如，关联、映射、数据输入、数据输出、中间数据结果、最终数据结果等等)可以被存储且实现在一个或多个不同类型的计算机实现的数据存储中，诸如不同类型的存储设备和编程结构(例如，RAM、ROM、闪存、平面文件、数据库、编程数据结构、编程变量、IF-THEN(或类似类型)语句结构等等)。应当注意，数据结构描述了在数据库、程序、存储器、或计算机程序使用的其他计算机可读介质中组织和存储数据的过程中使用的格式。

本文所述的计算机组件、软件模块、功能、数据存储和数据结构相互之间可以直接或间接连接，以允许它们的操作所需的数据流。还应当注意，模块或处理器包括但不限于执行软件操作的代码单元，且可以被实现作为例如：作为子程序代码单元，或作为软件功能代码单元，或作为对象(如在面相对象中)，或作为小应用程序，或在计算机脚本语言中，或作为另一类型的计算机代码。取决于目前的情况，该软件组件和/或功能可以位于单个计算机上或跨多个计算机分布。

应当理解，如在本文的描述中和以下权利要求全文中使用的，“一个”、“一种”和“所述”的含义包括复数对象，除非上下文清楚地另有规定。并且，如在本文的描述中和以下权利要求全文中使用的，“在……中”的含义包括“在……中”和“在……上”，除非上下文清楚地另有规定。此外，如在本文的描述中和以下权利要求全文中使用的，“每个/种”的含义不要求是“每一个”，除非上下文清楚地另有规定。最后，如在本文的描述中和以下权利要求全文中使用的，“和”和“或”的含义包括结合和分开两者且可以可交换地被使用，除非上下文清楚地另有规定，短语“除…以外”可以用于指示仅分开含义可以应用的情况。

Claims (20)

1.一种在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的方法，该方法包括：

利用n个不同的频率在所述井下设备和所述地面之间传送数据字，n大于1，其中数据字的传输包括适时传送包含以独特序列排列的所述n个频率的信号，频率的所述独特序列代表所述数据字。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述n个不同频率使得能够在所述井下设备和所述地面之间传送n的阶乘的独特数据字。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，未在电噪声来源中发现频率的所述独特序列。

4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

接收所传送的信号并在与所传送的序列长度相同的时间窗口中对所接收的信号重复采样；以及

通过应用预期信号和恢复的数据之间的相关性来处理采样窗口中的数据，其中所述采样和处理被执行以解码所述数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在存在来自其他来源的相干频率或噪声的情况下应用所述相关性来解码所述数据。

6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

接收所传送的信号并在与所传送的序列长度相同的时间窗口中对所接收的信号重复采样；以及

通过对所采样的波形应用快速傅立叶变换(FFT)来处理采样窗口中的数据，其中所述采样和处理被执行以解码所述数据。

7.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括：

针对平均振幅在小频率窗口中分析所述FFT。

8.一种在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的方法，该方法包括：

在所述井下设备和所述地面之间传送数据比特，其中数据比特的传输包括在传输线上同时传送多个频率，并且其中同时传送的频率的独特组合代表比特的值。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述传输线上同时传送的频率的第一组合代表值为0的比特，而其中在所述传输线上同时传送的频率的第二组合代表值为1的比特。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述传输线上同时传送的频率的第三组合代表值既不为0也不为1的控制符号。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，未在电噪声来源中发现在同时传送的频率的组合。

12.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括：

接收所传送的信号并在与所传送的频率的组合的长度相同的时间窗口中对所接收的信号重复采样；以及

通过应用预期信号和恢复的数据之间的相关性来处理采样窗口中的数据，其中所述采样和处理被执行以解码所述数据。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，在存在来自其他来源的相干频率或噪声的情况下应用所述相关性以解码所述数据。

14.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括：

接收所传送的信号并在与所传送的频率的组合的长度相同的时间窗口中对所接收的信号重复采样；以及

通过对所采样的波形应用快速傅立叶变换(FFT)来处理采样窗口中的数据，其中所述采样和处理被执行以解码所述数据。

15.根据权利要求14所述的方法，该方法还包括：

针对平均振幅在小频率窗口中分析所述FFT。

16.一种在井下设备和地面之间通过三相电力系统传递数据的方法，该方法包括：

在所述井下设备和所述地面之间传送数据字，其中数据字的传输包括传送频率组合的独特序列，每个频率组合包括在传输线上同时传送的多个频率，频率组合的所述独特序列代表所述数据字。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，同时传送的频率的组合未在电噪声来源中找到。

18.根据权利要求16所述的方法，该方法还包括：

接收所传送的信号并在与所传送的频率的组合或序列的长度相同的时间窗口中对所接收的信号重复采样；以及

通过应用预期信号和恢复的数据之间的相关性来处理采样窗口中的数据，其中所述采样和处理被执行以解码所述数据。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，在存在来自其他来源的相干频率或噪声的情况下应用所述相关性以解码所述数据。

20.根据权利要求16所述的方法，该方法还包括：

接收所传送的信号并在与所传送的频率的组合或序列的长度相同的时间窗口中对所接收的信号重复采样；以及

通过对所采样的波形应用快速傅立叶变换(FFT)来处理采样窗口中的数据，其中所述采样和处理被执行以解码所述数据。

针对平均振幅在小频率窗口中分析所述FFT。