通信系统和方法

摘要

在一些实施方案中，一种设备和系统以及方法和制品可以操作来使用预定位数确定作为通信系统配置的部分的每个子载波的统一位数和纠错率以最大化有效位发射率，同时最小化所述配置描述的大小。所述配置描述指定至少所述每个子载波位数、所述纠错率和所述子载波数量。本发明描述了额外设备、系统和方法。

权利要求

1.一种通信系统，其包括：

第一处理器，其用于将从井下采集的传感器数据编码为上行链路信道信号，所述编码根据配置描述而进行；

第二处理器，其用于计算与所述上行链路信道信号相关的信道衰减，且确定形成系统配置的部分的每个子载波的统一位数和纠错率以在使用配置描述中的预定位数时最大化有效位发射速率，所述配置描述具有指定至少所述每个子载波位数、所述纠错率和子载波数量的内容；和发射器，其用于将所述上行链路信道信号从所述第一处理器传达到所述第二处理器。

2.根据权利要求1所述的系统，其还包括：纠错码编码器，其用于基于所述纠错率接收数据位且将奇偶校验位添加到所述数据位。

3.根据权利要求1所述的系统，其还包括：映射器，其用于基于用来确定所述子载波数量的总信噪比裕度调整均匀地施加于多个子载波中的每一个的功率。

4.根据权利要求3所述的系统，其还包括：变换模块，其用于从所述映射器接收复数且将所述复数变换为包括时域信号的部分的所述上行链路信道信号。

5.根据权利要求1所述的系统，其还包括：存储器，其用于存储以经验确定的信噪比增益的查找表，所述信噪比增益用来确定总信噪比裕度，所述总信噪比裕度然后又用来确定所述子载波数量。

6.根据权利要求1所述的系统，其还包括：井下钻具，其容置所述第一处理器和所述发射器。

7.根据权利要求1所述的系统，其还包括：第二发射器，其耦合到所述第二处理器以将下行链路信号内的新配置描述发射到耦合到所述第一处理器的第二接收器，其中所述第一处理器被配置来在接收到所述新配置描述之后修改所述上行链路信道信号或时域信号发射配置的后续发射。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述新配置描述包括使得能够识别用于所述上行链路信道信号或所述时域信号发射配置的所述后续发射的多个子载波的有限位数。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述新配置描述包括识别用于所述上行链路信道信号或所述时域信号发射配置的所述后续发射的前向纠错码率的有限位数。

10.根据权利要求7所述的系统，其中所述新配置描述包括识别在所述上行链路信道信号或所述时域信号发射配置的所述后续发射中均匀地跨子载波使用的调制次序的有限位数。

11.一种通信方法，其包括：

确定作为通信系统配置的部分的每个子载波的统一位数和纠错率以在使用配置描述中的预定位数时最大化有效位发射速率，所述配置描述指定至少所述每个子载波位数、所述纠错率和子载波数量。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述确定包括：计算总信噪比裕度以确定所述子载波数量。

13.根据权利要求12所述的方法，其还包括：减小所述子载波数量以在所述总信噪比裕度不大于零时提供减小数量的子载波。

14.根据权利要求13所述的方法，其还包括：均匀地增加所述减小数量的子载波中的每一个的功率裕度。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述计算包括：依据以经验确定的信噪比增益计算总信噪比裕度。

16.根据权利要求15所述的方法，其中以经验确定包括：仿真地质地层衰减以确定所述地质地层的频率响应。

17.根据权利要求11所述的方法，其中所述确定包括：基于大于零的总信噪比裕度计算所述有效位发射速率的新版本以确定是否修订所述配置描述。

18.根据权利要求17所述的方法，其还包括：当所述有效位发射速率的所述新版本大于所述有效位发射速率的先前版本时修订所述配置描述。

19.根据权利要求18所述的方法，其包括：当所述纠错率的当前版本并非最高可用纠错率，且所述配置描述已被修订来包括所述有效位发射速率的所述新版本时，增加所述纠错率。

20.根据权利要求18所述的方法，其还包括：当所述纠错率的当前版本是最高可用纠错率，且所述配置描述已被修订来包括所述有效位发射速率的所述新版本时，将所述纠错率减小到最低可用纠错率。

21.根据权利要求20所述的方法，其还包括：当所述每个子载波位数并非最高可用的每个子载波位数时增加所述每个子载波位数。

22.根据权利要求11所述的方法，其还包括：远程地接收所述配置描述；

配置根据所述配置描述格式化的返回发射信号；和在接收到所述配置描述之后发射包括至少部分数据传感器信息的所述返回发射信号。

23.根据权利要求22所述的方法，其还包括：接收根据所述配置描述格式化的所述返回发射信号；和估算远程地采集且以由所述配置描述而描述的格式发射的所述数据传感器信息。

24.根据权利要求11所述的方法，其还包括：当所述每个子载波位数是最高可用的每个子载波位数、所述纠错率是最低可用纠错率且所述配置描述已被修订来包括所述有效位发射速率的新版本时，基于大于零的总信噪比裕度发射所述配置描述作为具有最小大小的所述配置描述的版本。

25.根据权利要求11所述的方法，其中所述确定还包括：访问由所述每个子载波位数和所述纠错率索引的以经验确定的信噪比增益的查找表，以使得能够计算用来确定所述子载波数量的总信噪比裕度。

26.根据权利要求11所述的方法，其还包括：将下行链路信号内的新配置描述发射到井下接收器以使得能够基于所述新配置描述修改对上行链路信道信号或时域信号发射配置的后续发射。

说明书

通信系统和方法

技术领域

[0001] 本公开涉及钻井操作期间的通信系统和通信方法。

背景技术

[0002] 钻机操作员通常在钻井操作期间采用随钻测量(MWD)和随钻测井(LWD)钻具和服务的使用来测量和/或记录钻孔和/或包围钻孔的岩层内的各种状况。MWD/LWD钻具利用多种传感器以采样并汇集数字值以在钻井操作期间实时发射到地面。发射方案和信道介质可以不同。例如，其可以包括通过水和钻井泥浆进行的泥浆脉冲遥测技术(MPT)、通过岩层进行的电磁遥测技术(EMT)和经由钻柱进行的声波遥测技术(AT)。每一方案通常采用某种形式的调制(例如脉冲位置调制(PPM)、正交分频多路复用(OFDM)和直接序列展频(DSSS))以增加通过相关介质进行的通信的可靠性。

[0003] 因为给定通信信道的信噪比(SNR)通常取决于岩层特性和钻头深度，所以调制方案的最有用配置(例如每个子载波位数、纠错率等等)可以经常改变。当此发生时，井下发射器从地面设备接收新的配置信息，使得可改变其操作模式。因为岩层内的通信带宽极低，所以希望最小化发送到发射器的配置信息量。

发明内容

[0004] 根据本发明的一方面，提供了一种通信系统，其包括：第一处理器，其用于将从井下采集的传感器数据编码为上行链路信道信号，所述编码根据配置描述而进行；第二处理器，其用于计算与所述上行链路信道信号相关的信道衰减，且确定形成系统配置的部分的每个子载波的统一位数和纠错率以在使用配置描述中的预定位数时最大化有效位发射速率，所述配置描述具有指定至少所述每个子载波位数、所述纠错率和子载波数量的内容；和发射器，其用于将所述上行链路信道信号从所述第一处理器传达到所述第二处理器。

[0005] 根据本发明的另一方面，提供了一种通信方法，其包括：确定作为通信系统配置的部分的每个子载波的统一位数和纠错率以在使用配置描述中的预定位数时最大化有效位发射速率，所述配置描述指定至少所述每个子载波位数、所述纠错率和子载波数量。

附图说明

[0006] 图1说明根据本发明的各个实施方案的发射器和接收器处的扰频器变换的实例。

[0007] 图2说明根据本发明的各个实施方案的连接固定长度数据包与SEED和POLY值的位流格式。

[0008] 图3到图4说明根据本发明的各个实施方案的发射器和接收器的方框图。

[0009] 图5是根据本发明的各个实施方案的设备和系统的方框图。

[0010] 图6是说明根据本发明的各个实施方案的几种方法的流程图。

[0011] 图7说明本发明的钢索系统实施方案。

[0012] 图8说明本发明的钻机系统实施方案。

[0013] 图9是根据本发明的各个实施方案的制品的方框图。

具体实施方式

[0014] 介绍

[0015] 如先前提及，钻机操作员通常在钻井操作期间采用MWD和LWD钻具和服务来测量和/或记录钻孔和/或包围钻孔的岩层内的各种状况。MWD/LWD钻具利用多种传感器以采样并汇集数字值以在钻井操作期间实时发射到地面。发射方案和信道介质可以不同。所使用的方法之一是通过岩层进行的EMT。为了增加通过此介质进行的通信的可靠性，可以使用不同形式的调制。

[0016] 因此，各种调制技术(一些技术使用多个子载波)可用来通常使用岩层本身作为通信信道来将数据编码为信号。OFDM是用来获得高可靠性和高数据速率两者的调制方案之一。在OFDM中，每一子载波可在发射到地面之前被加载不同位群集。

[0017] OFDM因此使用多个子载波以发射数据，所述数据可能在调制之前被扰频。所述数据在每一子载波上被编码为相位和振幅且使用符元发射。对于每一符元，在每一子载波上发射新的相位和振幅。一般来说，可被加载到每一子载波上的位数取决于子载波SNR。当操作OFDM调制解调器时，其有用于选择每一信道的配置，包括纠错率，所述纠错率提供最佳总比特率同时使误差概率保持低于固定量。还可改变被分配给每一子载波的功率。

[0018] 用来寻找最有用配置的任何程序应有效，使得发射将不会过度延迟。此外，配置信息应尽可能紧凑以充分利用可用带宽。为了解决一些此类挑战以及其它挑战，本文中描述用于确定群集配置和纠错率的设备、系统和方法，所述纠错率最大化固定总功率预算内的总比特率-同时尽可能多地减少用来传达配置信息(本文中指定为“配置描述”)的位数。关于发生在经由固有“慢”通信信道连接的位置(诸如由用作通信信道的地质岩层耦合的井下总成(BHA)和地面)之间的OFDM通信的此后一考虑是极有用的。

[0019] 搜索算法的一些特征包括三个参数的考虑：应使用哪个子载波、使用每一子载波上的哪一个群集和使用哪一个纠错率。所述算法尝试以对总通信比特率的最小影响减小配置描述的大小。为了此文档目的，“配置描述”意指定义至少以下项的位集合：子载波数量、每个子载波位数和纠错率。

[0020] 在一些实施方案中，描述一种经由有限反馈使用原位OFDM传讯优化EMT服务的方法。更具体地说，所述方法可操作来选择和配置OFDM调制编码方案(MCS)。配置选择是有用的，因为其允许更有效地使用可用功率和带宽(由通信信道(例如岩层)规定)以最大化受误差约束和有限功率约束的信息数据速率。换句话来说，过度积极地相对于数据速率配置的发射器将会在通信链路的接收端造成许多误差。另一方面，过度保守配置的发射器将会使用过多功率和/或对于可用带宽来说低效，从而造成信息发射慢于其它可能的情况。

[0021] 利用OFDM的EMT系统面临的决策包括：子载波分配/启动、功率分配、位分配、纠错码(ECC)/前向纠错(FEC)码率(例如，信息速率对总比特率(包括信息和奇偶校验)的比)和误差位置(如果有)。本文中描述的机制在接收器处使用SNR测量以确定用于优化地面或具有具备功率能力的先验知识的发射器原位处的频谱和功率使用量的配置。因为跨OFDM系统的子载波的噪声功率和信道响应可能不均匀，所以已知使用哪个载波和加载到每一载波上的位数是有用的。所述系统应操作来在选择ECC/FEC码时识别此类项以在调整信息数据速率时有效地利用权衡额外奇偶校验。

[0022] 当在EMT通信系统中使用纠错编码(例如，卷积编码)时，最大化井下发射器与地面接收器之间的有效信息吞吐量的有效方式是有用的。此可有助于增加通信上行链路和下行链路数据的有效速率。

[0023] 钻机时间成本也是一个因素。解决方案应操作来随着钻井状况改变而快速再配置，因为不同的岩层通常具有不同的信道特性。为了完成此再配置，大部分实施方案限制用于配置描述的总位数。在其中通信信道大幅限制吞吐量的状况下，最小额外负担具有更大值-尤其当使用OFDM或其它多串流传讯时。以下段落描述用于限制所需配置数量的机制的一些实施方案，所述机制有时候是次优的，但是在许多情况下极接近最优。

[0024] 如此文档中使用，“扰频器”是包括电气硬件的处理装置，所述电气硬件操作来在数据流发射到通信信道中之前操控数据流。所述操控通过通信信道的接收端处的“解扰器”颠倒。扰频器类型可以包括加法和乘法扰频器。

[0025] 扰频广泛用于卫星、无线电中继通信和PSTN(公共交换电话网络)调制解调器。在一些实施方案中，扰频器刚好放置在FEC(前向纠错)编码器前面，或其可放置在FEC后面、刚好在调制或线编码器前面。在此背景下，扰频器与加密无关，因为扰频器的意图并不是使消息呈现难以理解，而是导入有用的性质至发射信号。例如，扰频器可以操作来在不移除非所需序列的情况下将数字序列变换为其它序列，以减小发生令人不快的序列的概率。

[0026] 因此，一些实施方案可以包括用于通过岩层通信的系统，其包括被配置来用已变换数字数据调制电流且通过岩层发射已调制电流的发射器。已调制电流可以包括多个波形的叠加。所述系统还可以包括接收器，其被配置来解调电流、从多次变换选择变换和使用选定变换来作用于解调信息，从而使用误差检测码提供形成至少一个数据包的部分的数字数据。

[0027] 数据发射和接收

[0028] 图1说明根据本发明的各个实施方案的发射器和接收器处的扰频器变换100、102、104、106的实例。因此在发射器处，一个实施方案使用选自其中各自包括根据多项式描述符配置的线性反馈移位寄存器(LFSR)的一组变换100、104的变换。每一寄存器可接受LFSR内的存储器元件的初始状态值和/或指示符。存储器元件的数量可以指示变换集合的最大可能基数。因此，发射器可以具有包括可能呈LSFR形式的一个或多个变换100、104的至少一个扰频器108，所述变换根据多项式指示符和初始值可能使用伽罗瓦域算术(GF)(诸如以2为模数的算术)变换(例如扰频)数字值。变换100、102、104、106还可以用硬件或执行软件/固件指令的硬件来实施，所述硬件提供单位变换、球形码和其它矩阵变换。

[0029] 图2说明根据本发明的各个实施方案的连接固定长度数据包401、402、403与SEED值409和POLY值410的位流格式400。在这里，每一数据包401、402、403包括呈数据404的形式的信息(例如，位406、字节407或字408)、循环冗余校验信息405、SEED值409和POLY值410，POLY值410表示已选定来可能由LFSR实施的变换的多项式描述符。在一些实施方案中，数据包401、402、403不具有固定长度。在一些实施方案中，SEED、POLY和/或CRC值的发射是选用的。当前配置描述可经由数据包401、402、403之一发送可能作为数据404。

[0030] 因此，发射器可以操作来选择不同初始内容值或SEED用于一个或多个LSFR。以此方式操作的发射器可以使用不同的SEED不同地变换数字数据输入位的给出集合。发射器然后可包括如图中所示被调制以供发射的位流内的选定SEED。

[0031] 发射器内的控制器可以操作来产生SEED初始值指示符，其可能作为在给出被配置来实施特定多项式描述符POLY的LSFR的情况下计算每一可能SEED的优化指标的部分。因此，在一些实施方案中，发射器可以使用预定优化准则。在其它实施方案中，关于发射器处使用的变换的SEED和/或POLY值可以或可以不包括在已格式化的位流和/或已编码、已调制波形中。同样地，接收器处的各个接收器实施方案可以或可以不使用任何SEED和/或POLY值来解码已发射数据包。此权衡可以涉及额外接收器复杂性(更多计算)，因为SEED和/或POLY值的各种可能组合被测试来确定哪一种组合产生一系列已正确解扰的数据包。

[0032] 在一些实施方案中，控制器针对多次变换内的至少一次变换计算关于预定准则(例如选择阈值可接受误差率)的至少一个优化指标。控制器可以包括存储器装置以存储如由预定准则确定的一个或多个优化指标。

[0033] 发射器和接收器

[0034] 图3说明根据本发明的各个实施方案的发射器610和接收器612的方框图。在这里，可知发射器可作用于已连接的信息序列(包括SEED和POLY值以及数据有效负荷622，其可以包括如下文提及的配置描述)620。

[0035] 已发射的CRC处理器624可作用于其输入(在此情况下，信息620)以计算CRC值且将CRC值附加到信息620。FEC编码器630可以作用于其输入(在此情况下由相关CRC值扩增的信息620，所述CRC值提供扩增信息626)以计算纠错码且将纠错码附加到扩增信息626，从而提供额外信息628。

[0036] FEC编码器630的输出(即，额外信息)是由扰频器632扰频，扰频器632可以包括可能呈LFSR形式的一次或多次变换(例如变换100、104)。扰频器632的操作可能受由发射选择器634选择的POLY和SEED值影响，所述POLY和SEED值然后又可以可能根据指标优化计算而被选择作为固定或可变值。选定SEED和POLY值可以被提供给已连接序列620以及扰频器632。

[0037] 扰频器632的输出是在作为变换数据638输入通信信道614(例如岩层或钻柱)之前由调制器636(例如OFDM或DSSS调制器)调制。变换数据638可以使用功率放大器(发射器610的输出处没有展示)放大。

[0038] 接收器612可以操作来接收变换数据638，其由解调器656解调以提供解调数据。解扰器652(可以类似于或相似于扰频器632)可作用于解调数据以提供解扰数据。FEC解码器650可施加纠错码于解扰数据以提供解码数据序列640，其可以包括配置描述。

[0039] 解调器656可以提供硬或软检测。如果使用软检测，那么有效负荷位可以由估算器642估算且使用选择器644选择性地施加，使得出现如由已接收CRC处理器646计算的正确CRC。

[0040] 图4说明根据本发明的各个实施方案的发射器1410和接收器1412的方框图。在此情况下，图3中所示的发射器610和接收器612的组件的次序已被重新布置。连接序列1474的位置和组成部分也已发生改变，从而造成解码数据序列1478的组成部分发生改变。此允许不同于可用于图3中所示的布置来处理所采集数据(例如输入位622)，从而提供本质上不同的发射器/接收器组合1410、1412和不同的估算输入和CRC位962。实际上，图3到图4中所示的组件的许多其它配置可以用来实现各个实施方案。

[0041] 设备

[0042] 图5是根据本发明的各个实施方案的设备2502和系统2500的方框图。在一些实施方案中，系统2500包括外壳2504。外壳2504可呈现钢索钻具主件或井下钻具的形式。系统2500内的处理器2530(例如地面处理器2530”)可以位于地面2566处作为地面测井设施2556的部分，或位于数据采集系统2524中，所述数据采集系统2524可以位于地球表面2566上方或下方(例如附接到外壳2504作为井下处理器2530’)。

[0043] 系统2500还可以包括数据收发器2544(例如多串流发射器2542，诸如OFDM发射器和接收器)以将采集自传感器S的传感器数据2570(例如，已测量的压缩波速度数据和其它数据)发射到地面测井设施2556。另一收发器2544可以位于地面2566处，可能形成测井设施2556的部分。收发器2544可以各自包括类似于或相似于图3到图4中说明的发射器和接收器的一个或多个发射器和接收器。

[0044] 因此，设备2502可以包括图3到图4中所示的发射器和/或接收器中的任何一个或多个。此外，图3到图4中所示的发射器和/或接收器中的任何一个或多个可以包括根据图1中所示的变换的一个或多个操作的扰频器。如果需要，可以使用类似于或相似于图2中所示的位流格式的位流格式。

[0045] 逻辑2540(例如数据采集逻辑)可用来采集数据2570作为信号，所述数据2570可以根据本文中描述的各种调制方法而编码。已采集数据2570以及其它数据可存储在存储器2550中可能作为数据库2534的部分。在一些实施方案中，数据库2534还可用来存储描述依据数据速率变化的SNR增益的配置描述和/或表格。

[0046] 在一些实施方案中，处理器2530的功能可使用在单个位置-地面2566处或井下操作的单个处理器或处理器群而完成。如图5中所示，还可划分处理器2530的功能。

[0047] 例如，在一些实施方案中，位于井下的第一组处理器2530’执行诸如以下项的功能：使用选定纠错码(例如使用纠错码模块ECC)编码位、使用映射模块MAP将位映射到群集点，和(例如使用可以包括快速傅里叶逆变换模块的变换模块IFFT)将复杂的群集点转换为实时信号。实时信号可以经由主(上行链路)信道2512(诸如地面2566下方的岩层)发射到第二组处理器2530”。

[0048] 在此类实施方案中，位于地面2566上的第二组处理器2530”执行诸如以下项的功能：计算主信道2512的信号衰减和SNR、计算最佳位加载、计算最佳纠错率、计算最佳载波数量和使用次级(下行链路)信道2514(诸如泥浆脉冲信道)将如配置描述中陈述的最佳配置返回发射到第一组处理器2530’。

[0049] 多种信息可以存储在存储器中(诸如包括在工作站2556中的存储器(没有明确展示))或存储器2550中。此信息可以包括以经验确定的SNR增益(参见本文中的表格I)、SNR裕度和总的可用功率等等的表格。

[0050] 发射器2542可以包括OFDM发射器、纠错码模块ECC、映射模块MAP和变换模块IFFT。纠错码模块ECC可以根据选定ECC方案操作为编码器以将奇偶校验位添加到采集自数据源(例如，传感器S的任何组合)的信息位。

[0051] 纠错码模块ECC的输出耦合到映射模块MAP。映射模块MAP的作用是取得分配给每一子载波的位数且基于被选择用于所述子载波的群集将其转换为频域中的复数。映射模块MAP还可操作来通过将每一子载波的振幅增加或降低恒定增益来增加或降低其功率。映射模块MAP的输出耦合到变换模块IFFT，其取得所有此类复数且将其转换为时域信号。

[0052] 在最一般情况下，可如方程式(1)中所示般计算描述配置描述中的配置所需的位数B：

[0053] B＝N*(log2(M+1)+log2(L))+log2(NC)，           (1)

[0054] 其中总共使用N个子载波，其中M是位数/子载波数量的可用选项的数量。允许用于每一子载波的功率级数是L。NC是可能的ECC速率的种数，其中ECC速率ik＝K/N，其中K是平均信息位数，且N是总信息位数加上总的奇偶校验位数。

[0055] 最高可能的ECC速率是1.0(例如其中没有使用纠错)。当使用ECC时，ECC速率R小于1.0。在一个实施方案中，N＝32、M＝6、L＝8且NC＝5。此给出具有B＝195个位的配置描述。本文中描述的机制操作来减小此值。

[0056] 用于减小B值的一种方式是实施简化假设。第一次简化是使发射功率保持实质上单调。如果位数/子载波数量改变以使SNR保持接近恒定，那么发射能力的损失将会相对较小。结果，一些实施方案针对每一子载波只具有一个功率级，这意指log2(L)乘以1而不是方程式(1)中的乘以N。

[0057] 第二次简化起因于认识到当使用ECC时，通过给不同载波加载不同位数而得到的比特率改善也是极小的。纠错的使用关注纠正由具有低SNR的信道引起的误差。此意指对所有子载波的每一子载波使用相同位数(即，log2(M+1)乘以1而不是方程式(1)中的乘以N)将会再次造成小的比特率损失。

[0058] 第三次简化起因于将地层视为耦合到低通滤波器的通信信道。此意指对子载波的搜索可被限于给出深度处可使用的最高载波频率，因为具有较高频率的子载波也具有较高衰减。此还假设载波清单中不存在“洞”，这在存在强烈的干扰音调时可以有效或可能无效。然而，其还可假设由此活动引发的误差将会由ECC机制纠正。

[0059] 方法

[0060] 图6是说明根据本发明的各个实施方案的几种方法2611的流程图。方法2611可以包括在执行所述方法的一个或多个处理器(例如图5中的处理器2530)上执行的处理器实施方法。此类方法2611可用作基于已测量的SNR确定配置描述的内容的搜索机制，且可以施加于图5中所示的设备2502和系统2500的多种配置。

[0061] 在一些实施方案中，方法2611可以开始于方框2621处，设置关于个别子载波的一些初始值。首先，假设总共N个子载波可用。其次，将ECC速率设置为最低可能速率。即，将群集设置为最低可用纠错率。例如，在具有数字{1/2,2/3,3/4,5/6}(其中数字标示为a/b＝a信息位对b信息加上奇偶校验位)的可用ECC速率集合中，选择速率ik＝1/2。第三，将位数/子载波数量设置为最低可用位数/数量。例如，如果可用位数/子载波数量是包括数字{1,2,4,6}的集合的部分(所述数字具有最低位数/子载波数量)，那么选择BPC＝1(每一子载波具有一位)。

[0062] 在方框2625处，将功率/子载波设置为P/N，其中P是所有子载波内可用的总功率。将最佳总信息比特率设置为0。

[0063] 在方框2629处，依据当前群集和ECC速率计算T(其是总SNR裕度)。此在方程式(2)中展示如下：

[0064]

[0065] 其中id是当前群集，且ik是当前ECC速率。

[0066] 因此，T是群集id(即，BPC)和ECC速率ik的总信噪比裕度。ir是出现在所使用的所有载波内的索引(例如irε{1:15})，MSE是均方误差或所有位内的载波的平均误差，其中误差是复平面中介于接收点与群集点之间的距离。dmin＝1/2，当前群集的复平面中的点之间的最小距离。

[0067] snr_增益是取决于ECC速率ik和群集的值。snr_增益可通过运行所需通信信道(诸如地质地层)中的信号传播的仿真(例如Monte Carlo)以经验性得到。

[0068] 例如，表格I中展示用于用来确定地层中的频率响应的衰减算法的具体实施方案的值。从左到右跨过表格顶部的是ECC速率ik。从表格左侧的顶部到跨过底部的是位/子载波BPC，这确定群集大小。

[0069]

[0070] 表格I：地层中依据数据速率变化的SNR增益(以dB表示)

[0071] 功率_增益是在移除一个或多个子载波之后(方框2637处)添加给每一载波的附加功率。在方框2637处将功率增益的值初始化为零且每当移除子载波时增加所述值。

[0072] SNR_阈值是取决于通信系统中允许的误帧率(FER)的常数。其取决于群集大小、所使用的子载波数量和被所属领域一般技术人员称为“实施损失”的恒定值。在一个实施方案中，使用20dB的SNR_阈值值。如所属领域一般技术人员了解，具有假设高斯噪声分布的质量函数Q可用来计算所需FER的SNR_阈值值。

[0073] 总裕度T应大于零。如果否(如方框2633处确定)，那么在方框2637处移除上一个子载波以调整用来发射信息的载波数量。此意指每个子载波的功率可增加N/N-1的因子以使总功率保持恒定。增加功率意指使SNR增加相同因子(假设噪声独立于信号)。在方框2641处将10*log10(N/N-1)的功率增益与每一子载波的SNR增益相加且在方框2629处重新计算总裕度T。

[0074] 一旦在方框2633处发现总裕度T大于零，在方框2645处使用方程式(3)如下计算新的比特率BR：

[0075] BR＝BPC*ik*N/t             (3)

[0076] 其中BPC是位数/子载波数量，ik是ECC速率，N是子载波数量，且t是发射每一符元(例如OFDM符元)所耗时间。

[0077] 计算最近计算的比特率BR且在方框2649处比较其与迄今为止的最佳速率。如果最近计算的速率高于当前速率(如方框2649处确定)，那么在方框2653处将当前速率更新为最近计算的速率，且修订配置描述以反映新配置。如果最近计算的比特率BR不大于当前最佳速率，那么保持当前速率且不修订配置描述。

[0078] 在方框2657处，比较当前ECC速率ik与最大可用ECC速率。如果当前ECC速率ik并非最大可用速率(例如，表格I中的5/6)，那么在方框2663处将ECC速率ik增加到表格中的相邻较高速率，将载波数量N重设为最大可用量，且方框2625处再次开始评估总裕度T、比特率和ECC速率ik的程序。

[0079] 另一方面，如果当前ECC速率ik等于最大可用速率，那么在方框2667处将ECC速率ik返回重设为最低可用速率(例如，表格I中的1/2)，且在方框2671处比较位数/子载波数量与最高可能值。

[0080] 因此，在方框2671处，比较位数/子载波数量与最高可用值(例如表格I中的“6“)。如果位数/子载波数量没有被设置为最高值，那么将位数/子载波数量增加到相邻较高值，且方框2625处再次开始评估程序。

[0081] 另一方面，如果位数/子载波数量等于最高可用值(如方框2671处确定)，那么方法2611结束，因为已找到最佳配置。

[0082] 配置描述包括至少三个常数：最佳群集、最佳ECC速率和要使用的子载波数量。在一个实施方案中，搭配NC＝5个不同ECC速率ik和M＝5个不同群集使用32个子载波。鉴于先前提及的简化，发射相关配置描述所需的总位数在方程式(4)中如下展示：

[0083] B＝log2(NC)+log2(M)+log2(N)＝11                 (4)

[0084] 实际上，在一些实施方案中，可知一些组合是冗余的。例如，具有ECC速率ik＝3/4的四个位/子载波的群集给出每个子载波具有三个数据位的有效通信速率。相同有效通信速率是通过使用6个位/载波和1/2的ECC速率的群集而获得。然而，后一组合具有较低SNR_增益，因此其可从配置清单移除。通过移除所有附加冗余组合(例如，移除表格I中提供相同有效通信速率的冗余配置，从而只留下具有最佳SNR的一种配置)-已确定在此情况下10个位足以描述所有可用配置。例如，在表格I中，两种配置是冗余的：(a)R＝1/2且k＝4，和(b)R＝2/3且k＝3；各自具有每个子载波具有两个位的有效通信速率。

[0085] 方法2611刚好是可用来在恒定功率的约束下寻找群集和纠错率的最优配置同时最小化描述配置所需的位数的一个程序。在一些情况下，已发现方法2611将用来描述配置的位数减小几乎20倍的因子，使得只损失少量通信信道性能。

[0086] 在一些实施方案中，地面计算机可基于所接收数据确定信道衰减、计算可经由泥浆脉冲发射从井下反馈的新配置描述。可对所述程序作出许多其它划分。因此，可知可以实现许多实施方案，且现在将详细描述包括至少一些此类特征的几个实施方案。

[0087] 现在参考图5和6，可知在基本系统中，两个处理器2530’和2530”相互通信，且发射器(例如形成收发器2544的部分)可以用来使用上行链路信道2512将信息从一个处理器2530’发送到另一处理器2530”。在大部分实施方案中，图6的方法可用来在已接收且由地面处理器2530”评估上行链路信号2514之后找到新配置以从地面处理器2530”发射到井下处理器2530’。

[0088] 上行链路信道2512将由井下仪器确定的数据和其它信息传达到地面处理器2530”，且可以包括钻井泥浆、地层、钢索、钻柱和/或转发器。下行链路(反馈)信道2514将用来格式化上行链路信息的配置描述2516传达到井下处理器2530’。配置描述2516根据上行链路信道2512中存在的如由地面处理器2530”确定的衰减和信噪比定期修订，从而考虑上行链路信号特性和地面处的噪声。下行链路信道2514可利用由上行链路信道2512使用的通信机制中的任一个。例如，下行链路(反馈)信道2514可以包括可能形成泥浆脉冲遥测技术信道的钻井泥浆、地层、钢索、钻柱和/或转发器。

[0089] 在一些实施方案中，在两个模式-半双工(例如TDM-分时多路复用)或全双工(例如FDM-分频多路复用)中的一个中，地层可用作上行链路信道2512或下行链路信道2514或两者。在TDM中，给每一通信方向分配时槽，诸如给上行链路分配1秒钟，交替地给下行链路分配半秒钟。在FDM中，可同时以不同频率发射上行链路和下行链路两者。通信模式存在其它选项，诸如CDMA(分码多址访问)。因此可以使用许多实施方案。

[0090] 例如，现在参考图5，可知系统2500可以包括第一处理器2530’和第二处理器2530”。系统2500还可以包括发射器(例如作为收发器2544的部分)以将上行链路信道信号从第一处理器2530’传达到第二处理器2530”。

[0091] 第一处理器2530’可被配置来将采集自井下的传感器数据2570编码为上行链路信道信号(携带在上行链路信道2512上，其中编码是根据携带配置描述2516的配置描述而进行)。

[0092] 第二处理器2530”可以被配置来计算与上行链路信道信号相关的信道衰减，且确定形成系统配置的部分的每个子载波的统一位数和纠错率以最大化有效位发射速率，同时最小化配置描述的大小。此可通过使用配置描述中的预定位数而完成，其中预定数量是根据本文中描述的各种方法而确定。配置描述包括指定至少每个子载波位数、纠错率和子载波数量的内容。

[0093] 在一些实施方案中，可使用纠错码编码器，其操作由纠错率规定。因此，系统2500可以包括纠错码编码器ECC以基于纠错率接收数据位且将奇偶校验位添加到数据位。

[0094] 在一些实施方案中，映射器可用来将可用功率分布到由总信噪比裕度确定的多个子载波。因此，系统2500可以包括映射器MAP以基于用来确定子载波数量的总信噪比裕度调整均匀地施加于所述多个子载波中的每一个的功率。

[0095] 在一些实施方案中，诸如IFFT模块的变换模块可用来从映射器接收输入且当接收到输入时构造可用来确定信道衰减的信号。因此，系统2500可以包括变换模块IFFT(其可以操作来实施快速傅里叶逆变换程序等等)以从映射器MAP接收复数，且将复数变换为包括在上行链路信道2512上发送的时域信号的部分的信号。

[0096] 在一些实施方案中，存储器可用来存储信噪比增益的表格，诸如表格I，其直接或间接用来确定子载波数量。因此，系统2500可以包括存储器2550以存储以经验确定的信噪比增益的查找表(例如存储在数据库2534中)，所述信噪比增益用来确定总信噪比裕度，总信噪比裕度然后又用来确定子载波数量。

[0097] 在一些实施方案中，系统可以包括井下钻具。因此，系统2500可以包括井下钻具(例如形成外壳2504)以容置第一处理器和发射器。

[0098] 在一些实施方案中，声波传感器(例如换能器)可以用来在声波信号与包围外壳2504的地层交互之后接收声波。因此，系统2500可以包括附接到外壳2504的一个或多个传感器S，诸如声波传感器。传感器S可用来接收与已测量的压缩波速度数据相关的声波信号。
外壳2504可以包括钢索钻具或井下钻具，诸如随钻测井钻具或随钻测量钻具等等。

[0099] 在系统2500中，取决于要进行的各种计算，处理器2530可以由外壳2504或地面数据处理设施2556或两者容置。因此，可以在井下和地面2566两者处进行由系统2500进行的各种活动期间的处理。处理器2530中的每一个可以包括一些位于井下且一些位于地面2566处的多个计算单元。

[0100] 在一些实施方案中，系统2500包括耦合到第二处理器(例如处理器2530″)的第二发射器(例如地面收发器2544中的发射器)以通过下行链路信道2514将下行链路信号内的新配置描述2516发射到耦合到第一处理器(例如处理器2530')的第二接收器(例如井下收发器2544中的接收器)。第一处理器可被配置来在接收到新配置描述2516之后修改上行链路信道2512上的上行链路信道信号或时域信号发射配置的后续发射。

[0101] 在一些实施方案中，新配置描述包括使得能够识别用于所述上行链路信道信号或时域信号发射配置的后续发射的多个子载波的有限位数。在一些实施方案中，新配置描述包括识别用于上行链路信道信号或时域信号发射配置的后续发射的FEC码率的有限位数。在一些实施方案中，新配置描述包括识别在所述上行链路信道信号或所述时域信号发射配置的所述后续发射中均匀地跨子载波使用的调制次序的有限位数。

[0102] 在一些实施方案中，图9的制品2100中的组件可以用作设备2502和系统2500的部分。类似地，可以使用图3到图4的发射器和接收器来代替图5的收发器2544中的各个组件。

[0103] 现在参考图6，可知还可以实现多种额外方法。例如，方法2611可以包括从有限大小的集合选取每个子载波位数(均匀地施加，因此每个子载波具有相同位数)和纠错率以最大化有效位发射速率，同时最小化配置描述的大小。此可以作为多种活动的部分来完成。

[0104] 在一些实施方案中，方法2611包括确定作为通信系统配置的部分的每个子载波的统一位数(例如方框2671处)和纠错率(例如方框2657处)以最大化有效位发射速率(例如方框2649处)，同时最小化配置描述的大小。所述配置描述是用来指定至少每个子载波位数、纠错率和子载波数量。

[0105] 在一些实施方案中，总SNR裕度可用来确定子载波数量。因此，确定统一位数可以包括计算总SNR裕度(例如方框2629处)以确定子载波数量。

[0106] 如果总SNR裕度并非正值(例如如方框2633处确定)，那么减小子载波数量。因此，方法2611可以包括当总信噪比裕度不大于零时减小子载波数量以提供减小数量的子载波。

[0107] 如果减小子载波数量，那么基于非正总SNR裕度，可以增加剩余子载波的功率增益。因此，方法2611可以包括均匀地增加减小数量的子载波中的每一个的功率增益(例如方框2641处)。

[0108] 可以经验确定总SNR裕度。因此，作为方法2611的部分计算总SNR裕度可以包括依据以经验确定的SNR增益计算总SNR裕度。

[0109] 以经验确定的程序可以包括仿真，诸如Monte-Carlo仿真。因此，作为方法2611的部分，以经验确定可以包括仿真地质地层衰减以确定地质地层的频率响应。

[0110] 在许多实施方案中，当总SNR裕度为正时，计算新的有效位发射速率。因此，确定每个子载波的统一位数和纠错率可以包括基于大于零的总SNR裕度计算有效位发射速率的新版本，以确定是否修订配置描述。

[0111] 在一些实施方案中，当新的有效位发射速率大于旧的有效位发射速率时，修订配置描述以反映新配置。因此，方法2611可以包括当有效位发射速率的新版本大于有效位发射速率的先前版本时(例如方框2649处)修订配置描述。

[0112] 在一些实施方案中，当较高速率可用时增加纠错率，且归因于发现较大有效位发射速率而修订配置描述。因此，方法2611可以包括当纠错率的当前版本并非最高可用纠错率时增加纠错率(方框2663处)，且修订配置描述以包括有效位发射速率的新版本。

[0113] 在一些实施方案中，当没有较高速率可用时减小纠错率，且归因于发现较大有效位发射速率而修订配置描述。因此，方法2611可以包括当纠错率的当前版本是最高可用纠错率时将纠错率减小到最低可用纠错率(方框2667处)，且修订配置描述以包括有效位发射速率的新版本。

[0114] 在一些实施方案中，当减小纠错率时增加每个子载波位数，且每个子载波的较高位数可用于选择。因此，方法2611可以包括当每个子载波位数并非最高可用每个子载波位数时增加每个子载波位数(方框2675处)。

[0115] 当找到最佳配置时(方框2679处)，其通常被发射到远程位置，诸如从地面发射到井下位置。因此，方法2611可以包括当每个子载波位数是最高可用的每个子载波位数、纠错率是最低可用纠错率且所述配置描述已被修订来包括所述有效位发射速率的新版本时，基于大于零的总SNR裕度发射所述配置描述作为具有最小大小的所述配置描述的版本。

[0116] 在一些实施方案中，方法2611可以包括远程地接收配置描述、配置根据所述配置描述格式化的返回发射信号和在接收到所述配置描述之后发射包括至少部分数据传感器信息的返回发射信号。在一些实施方案中，方法2611可以包括接收根据所述配置描述格式化的返回发射信号和估算远程地采集且以由所述配置描述而描述的格式发射的数据传感器信息。因此，在一些实施方案中，方法2611包括将下行链路信号内的新配置描述发射到井下接收器以使得能够基于所述新配置描述修改对上行链路信道信号或时域信号发射配置的后续发射。

[0117] 以经验确定的SNR增益的索引查找表(例如类似于或相似于表格I)可用来有助于计算总SNR裕度，总SNR裕度然后又用来确定子载波数量。因此，方法2611可以包括访问由每个子载波位数和纠错率索引的以经验确定的SNR增益的查找表以使得能够计算用来确定子载波数量的总SNR裕度(例如方框2629处)。

[0118] 应注意，本文中描述的方法无需以所述次序或任何特定次序执行。此外，关于本文中识别的方法描述的各种活动可以反覆、串行或并行方式执行。在多种方法内和多种方法之间可相互替代每一种方法的各个元件。可以一个或多个载波的形式发送和接收包括参数、命令、运算元和其它数据的信息。还可以实现其它实施方案。

[0119] 例如，图7说明本发明的钢索系统1864实施方案。图8说明本发明的钻机系统1964实施方案。因此，系统1864、1964可以包括作为钢索测井操作的部分的钻具主件1870的部分或作为井下钻井操作的部分的井下钻具1924的部分。

[0120] 图7展示钢索测井操作期间的井。在这里，钻井平台1886装备有支撑起重机1890的吊杆1888。

[0121] 通常使用钻探管的钻柱实行油气井的钻井，所述钻探管连接在一起以形成通过转盘1810下降到钻井孔或钻孔1812中的钻柱。在这里，假设钻柱已暂时从钻孔1812移除以允许钢索测井钻具主件1870(诸如探针或探头)通过钢索或测井绳1874下降到钻孔1812中。通常，钻具主件1870下降到关注区域底部且随后以实质上恒定速度上拉。

[0122] 在向上行程期间，在一系列深度处，包括在钻具主件1870中的仪器(例如图5中所示的设备2502)可以用来对钻孔1812(和钻具主件1870)附近的地表地质地层1814执行测量。测量数据可被传达到地面测井设施1892以供存储、处理和分析。使用本文中描述的系统和设备中的任一个可发生数据传达。测井设施1892可以具有用于各种类型的信号处理的电子装备，所述信号处理可以由图5中的系统2500或设备2502的组件中的任何一个或多个实施。在钻井操作期间(例如，在LWD操作期间和相关采样随钻期间)可以搜集和分析类似地层估算数据。

[0123] 在一些实施方案中，钻具主件1870包括用于通过钻井孔从地层获得电阻率测量且分析电阻率测量的地层电阻率钻具。地层电阻率钻具通过将其链接到地面控制单元(例如包括工作站1854)的钢索绳1874悬挂在钻井孔中。地层电阻率钻具可以部署在连续油管、有接缝的钻探管、硬接线钻探管上的钻井孔中或以任何其它适当部署技术来部署。

[0124] 现在参考图8，可知系统1964还可以如何形成位于井1906的地面1904处的钻机1902的部分。钻机1902可以对钻柱1908提供支撑。钻柱1908可以操作来穿透转盘1810以钻井穿过地表地层1814的钻孔1812。钻柱1908可以包括传动钻杆1916、钻探管1918和可能位于钻探管1918的底部处的井底钻具总成1920。

[0125] 井底钻具总成1920可以包括钻环1922、井下钻具1924和钻头1926。钻头1926可以操作来通过穿透地面1904和地表地层1814来产生钻孔1812。井下钻具1924可以包括多种不同类型的钻具中的任一个，其包括MWD(随钻测量)钻具、LWD钻具和其它钻具。

[0126] 在钻井操作期间，钻柱1908(可能包括传动钻杆1916、钻探管1918和井底钻具总成1920)可以通过转盘1810旋转。除此之外或替代地，井底钻具总成1920还可以由位于井下的马达(例如泥浆马达)旋转。钻环1922可以用来给钻头1926增加重量。钻环1922还可以操作来使井底钻具总成1920变硬，从而允许井底钻具总成1920将所增加的重量转移到钻头
1926，且然后又辅助钻头1926穿透地面1904和地表地层1814。

[0127] 在钻井操作期间，泥浆泵1932可以通过软管1936将钻井液(有时候被所属领域一般技术人员称为“钻井泥浆”)从泥坑1934泵抽到钻探管1918且向下泵抽到钻头1926。钻井液可从钻头1926流出且通过钻探管1918与钻孔1812的侧之间的环形区域1940返回到地面1904。钻井液然后可以返回到其中过滤此液体的泥坑1934。在一些实施方案中，钻井液可用来冷却钻头1926以及在钻井操作期间为钻头1926提供润滑。此外，钻井液可以用来移除通过操作钻头1926产生的地表地层1814。

[0128] 因此，现在参考图1到8，可知在一些实施方案中，系统1864、1964、2500可以包括井下钻环1922、井下钻具1924和/或钢索测井钻具主件1870以容置类似于或相似于上文描述且图5中说明的设备2502的一个或多个设备2502。额外设备2502可以包括在地面处理设施(诸如工作站1854)中。因此，为了此文档目的，术语“外壳”可以包括钻环1922、井下钻具设备1924和/或钢索测井钻具主件1870(全部具有外壁以围封或附接到仪器、传感器、液体采样装置、压力测量装置、发射器、接收器和数据采集系统)中的任何一个或多个。设备2502可以包括井下钻具，诸如LWD钻具或MWD钻具。钻具主件1870可以包括例如耦合到测井绳1874的钢索测井钻具，包括探针或探头。因此可以实现许多实施方案。

[0129] 例如，在一些实施方案中，系统1864、1964、2500可以包括显示器1896以可能以图形形式呈现采集自井下(经测量和预测)的信息以及数据库信息。系统1864、1964、2500还可以包括计算逻辑(可能作为地面测井设施1892的部分)或计算机工作站1854以从发射器和接收器和其它仪器接收信号。

[0130] 因此，系统1864、1964、2500可以包括井下钻具1924和附接到井下钻具1924的一个或多个设备2502，所述设备2502如先前描述般构造且操作。额外设备2502可以包括在地面处，可能包括在工作中1854中。在一些实施方案中，井下钻具1924包括钢索钻具或MWD钻具中的一个。

[0131] 设备2502和本文中描述的任何组件可以全部以如本文中的“模块”为特征。此类模块可以包括硬件电路和/或处理器和/或存储器电路、软件程序模块和对象和/或固件和其组合，如设备2502和系统1864、1964、2500的设计师所需且适用于各个实施方案的特定实施方式。例如，在一些实施方案中，此类模块可以包括在设备和/或系统操作仿真程序包中，诸如软件电信号仿真程序包、功率使用量和分布仿真程序包、功率/散热仿真程序包和/或用于仿真各种潜在实施方案的操作的软件与硬件的组合。

[0132] 还应了解，可在除了用于测井操作的应用中使用各个实施方案的设备和系统，且因此各个实施方案并无此限制。设备2502和系统1864、1964、2500的说明旨在提供对各个实施方案的结构的一般理解，且其不旨在充当可充分利用本文中描述的结构的设备和系统的全部元件和特征的完整描述。

[0133] 可以包括各个实施方案的新颖设备和系统的应用包括用于高速计算机的电子电路、通信和信号处理电路、调制解调器、处理器模块、嵌入式处理器、数据交换机和专用模块。此类设备和系统还可以包括作为多种电子系统内的替代组件，诸如电视机、蜂窝电话、个人计算机、工作站、收音机、视频播放器、运输钻具、用于地热钻具和智能换能器接口节点遥测系统的信号处理，等等。一些实施方案包括多种方法。

[0134] 制品

[0135] 在阅读并理解本公开内容的内容之后，所属领域一般技术人员将了解其中可启动来自基于计算机系统中的计算机可读介质的软件程序的方式，所述基于计算机系统用于执行软件程序中定义的功能。所属领域一般技术人员还将了解可以用来产生被设计来实施和执行本文中公开的方法的一个或多个软件程序的各种程序设计语言。所述程序可以使用面向对象语言(诸如Java或C#)的面向对象格式结构化。在一些实施方案中，所述程序可以使用程序语言(诸如汇编语言或C)的面向程序格式结构化。软件组件可以使用所属领域一般技术人员已知的多种机制中的任一个(诸如应用程序接口或进程间通信技术，包括远程过程调用)进行通信。各个实施方案的教学不不限于任何特定程序设计语言或环境。因此，可以实现其它实施方案。

[0136] 例如，图9是根据本发明的各个实施方案的制品2100的方框图，诸如计算机、存储器系统、磁盘或光盘或某种其它存储装置。制品2100可以包括耦合到机器可访问介质(诸如存储器2136(例如可抽换式存储介质以及包括电、光学或电磁导体的任何有形非暂时性存储器))的一个或多个处理器2116，所述存储器2136具有相关信息2138(例如计算机程序指令和/或数据)，所述信息2138在由处理器2116中的一个或多个执行时造成机器(例如制品2100)执行关于图1到8的设备、系统和方法描述的任何动作。

[0137] 在一些实施方案中，制品2100可以包括一个或多个处理器2116，其耦合到用于显示由处理器2116处理的数据的显示器2118和/或用于接收和发射由处理器处理的数据的有线或无线收发器2544(例如井下遥测技术收发器)。

[0138] 包括在制品2100中的存储器系统可以包括存储器2136，其包括易失性存储器(例如动态随机访问存储器)和/或非易失性存储器。存储器2136可以用来存储由处理器2116处理的数据2140，诸如由井底钻具仪器采集的数据。

[0139] 在各个实施方案中，制品2100可以包括通信设备2122，其然后又可以包括放大器2126(例如前置放大器或功率放大器)和/或滤波器(例如内插滤波器、降噪滤波器等等)。由通信设备2122接收或发射的信号2142可以根据本文中描述的方法处理。

[0140] 制品2100的许多变体是可能的。例如，在各个实施方案中，制品2100可以包括井下钻具，诸如图5中所示的设备2502。

[0141] 总之，本文中公开的设备、系统和方法可以操作来分配用于通信系统(诸如井下到地面数据通信系统)的最佳配置描述，使得所实现的总比特率可被最大化，同时使误比特率保持低于所需水平。此是使用幅度降低的配置描述而完成。结果，将信息从地面传达到井下(且反之亦然)所耗的时间可以大幅减小，从而增强由运营/勘探公司提供的服务价值。

[0142] 形成具体实施方案的部分的附图通过说明方式且无限制地展示其中可以实践所述主题的具体实施方案。所说明的实施方案经足够详细描述以使得所属领域一般技术人员能够实践本文中公开的教示。可以利用并由此派生出其它实施方案，使得在不违背本公开内容的范围的情况下可以作出结构和逻辑替代和改变。此具体实施方式因此不应被理解为限制意义，且各个实施方案的范围只是由随附权利要求以及对命名此类权利要求的等效物的全范围定义。

[0143] 仅仅为了方便起见且不旨在将本申请的范围自愿限制为任何单个发明或发明概念(如果实际上公开了一个以上发明或发明概念)，本发明主题的此类实施方案可以在本文中个别和/或共同地由术语“发明”指代。因此，虽然本文中已说明且描述了具体实施方案，但是应明白，旨在实现相同目的的任何布置可以替代所示具体实施方案。本公开内容旨在涵盖各个实施方案的任何和全部调整或变动。所属领域一般技术人员在检视以上描述之后将明白以上实施方案和本文中没有具体描述的其它实施方案的组合。

[0144] 提供说明书摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，其要求应使读者快速地确认技术公开内容的本质的摘要。应了解，说明书摘要的提供不用来解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在前述具体实施方式中，可以看到为了简化本发明之目的而使各种特征一起分组在单个实施方案中。此公开内容方法不应被解释为反映所要求保护的实施方案需要比每一权利要求中明确引用的特征更多的特征的意图。相反，如所附权利要求反映，发明主题依赖的特征少于单个公开的实施方案的全部特征。因此特此将所附权利要求并入具体实施方式中，就此点而论，每一权利要求均可各自作为本发明的独立实施方案。