一种井下光纤无线传输的信号处理方法及系统

摘要

一种井下光纤无线传输的信号处理方法及系统，属于智能通信领域，其中包括：采集井下环境信息得到目标环境数据，并将所述目标环境数据作为模拟信号环境；模拟信号源在所述模拟信号环境下，模拟生成光纤无线传输信号，并且将所述光纤无线传输信号传输至目标设备，并得到所述目标设备的信号接收结果，记作接收信号；对比所述光纤无线传输信号与所述接收信号，得到信号对比偏差；并且基于所述信号对比偏差，通过信号处理模块对所述接收信号进行处理。解决了在对井下光纤无线传输信号进行处理时存在信号处理效率低、不具针对性，进而导致效果差，最终影响传输质量的问题，达到了提高信号处理科学性和合理性，保证传输质量的效果。

权利要求

1.一种井下光纤无线传输的信号处理方法，其特征在于，所述信号处理方法应用于信号处理系统，所述信号处理系统与一模拟信号源通信连接，所述信号处理方法包括：采集井下环境信息得到目标环境数据，并将所述目标环境数据作为模拟信号环境；

模拟信号源在所述模拟信号环境下，模拟生成光纤无线传输信号，并且将所述光纤无线传输信号传输至目标设备，并得到所述目标设备的信号接收结果，记作接收信号；

对比所述光纤无线传输信号与所述接收信号，得到信号对比偏差；并且基于所述信号对比偏差，通过信号处理模块对所述接收信号进行处理；

所述基于所述信号对比偏差，通过信号处理模块对所述接收信号进行处理，包括：基于所述光纤无线传输信号得到第一信号时序，其中，所述第一信号时序包括M个具备时间标识的发出信号，且M为大于1的整数；

基于所述接收信号得到第二信号时序，其中，所述第二信号时序包括N个具备时间标识的接收信号，且N为大于1的整数；

对比所述M个具备时间标识的发出信号和所述N个具备时间标识的接收信号，得到所述信号对比偏差；

通过所述信号处理模块对所述信号对比偏差进行分析，得到第一接收完整性；

所述对比所述M个具备时间标识的发出信号和所述N个具备时间标识的接收信号，得到所述信号对比偏差，包括：获取第一时间，所述第一时间为光纤无线传输信号中信号序列中第一个发出信号的时间标识；

基于所述第一时间遍历所述M个具备时间标识的发出信号，得到第一发出信号；以及基于所述第一时间遍历所述N个具备时间标识的接收信号，得到第一接收信号；

对比所述第一发出信号与所述第一接收信号得到第一对比结果，并根据所述第一对比结果组建所述信号对比偏差；

根据所述第一接收完整性得到信号接收完整性结果，并根据所述信号接收完整性结果得到第一信号传输指数，其中所述信号接收完整性结果是指接收到的信号在传输过程中需要被纠错的情况；

根据所述第一信号传输指数得到井下光纤无线传输综合指数；

若所述井下光纤无线传输综合指数满足预设指数阈值，生成补偿优化指令；

基于所述补偿优化指令，所述信号处理模块对所述第一接收信号进行补偿优化，得到第一接收信号补偿优化结果；

所述根据所述第一信号传输指数得到井下光纤无线传输综合指数，包括：获取所述模拟信号源生成所述光纤无线传输信号的模拟控制参数，其中，所述模拟控制参数包括信道速率和信道带宽；

对所述信道速率和所述信道带宽进行数据预处理，并根据预处理结果得到第二信号传输指数；

所述第二信号传输指数结合所述第一信号传输指数，计算得到所述井下光纤无线传输综合指数。

2.如权利要求1所述信号处理方法，其特征在于，所述通过所述信号处理模块对所述信号对比偏差进行分析，得到第一接收完整性，包括：所述信号处理模块包括第一信号处理层；

其中，所述第一信号处理层用于对所述接收信号进行接收完整性检验处理；

通过所述第一信号处理层对所述信号对比偏差进行分析，得到所述第一接收完整性。

3.如权利要求1所述信号处理方法，其特征在于，所述基于所述补偿优化指令，所述信号处理模块对所述第一接收信号进行补偿优化，得到第一接收信号补偿优化结果，包括：所述信号处理模块包括第二信号处理层；

其中，所述第二信号处理层用于基于所述信号对比偏差对所述接收信号进行补偿优化；并且所述第二信号处理层包括第一补偿优化段、第二补偿优化段和第三补偿优化段；

其中，所述第一补偿优化段是指基于电均衡色散补偿原理的信号补偿，所述第二补偿优化段是指基于光域色散补偿原理的信号补偿，所述第三补偿优化段是指基于优化信号调制格式原理的信号补偿；

依次通过所述第一补偿优化段、所述第二补偿优化段和所述第三补偿优化段对所述第一接收信号进行补偿优化，得到所述第一接收信号补偿优化结果。

4.一种井下光纤无线传输的信号处理系统，其特征在于，所述信号处理系统执行如权利要求1至3任一项所述的方法，所述信号处理系统与一模拟信号源通信连接，所述信号处理系统包括：采集环境数据模块，所述采集环境数据模块用于采集井下环境信息得到目标环境数据，并将所述目标环境数据作为模拟信号环境；

模拟无线传输模块，所述模拟无线传输模块用于模拟信号源在所述模拟信号环境下，模拟生成光纤无线传输信号，并且实际接收信号模块，所述实际接收信号模块用于将所述光纤无线传输信号传输至目标设备，并得到所述目标设备的信号接收结果，记作接收信号；

信号对比偏差模块，所述信号对比偏差模块用于对比所述光纤无线传输信号与所述接收信号，得到信号对比偏差；并且接收信号处理模块，所述接收信号处理模块基于所述信号对比偏差，通过信号处理模块对所述接收信号进行处理。

说明书

一种井下光纤无线传输的信号处理方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及智能通信领域，具体涉及一种井下光纤无线传输的信号处理方法及系统。

背景技术

[0002] 随着近年来井下工作领域的不断拓展和发展，针对井下通信传输方式的提升也变得更加迫切。光纤无线传输作为一种新型的通信方式，优势在于信号传输速度快、抗干扰能力强、传输距离远，并且还可以同时实现多种不同类型的信号传输。但在井下环境中，光纤无线传输的应用受到一定限制，主要是由于井下环境复杂多变、高温高压、尘土等因素对光学设备的影响，现有技术中在对井下光纤无线传输信号进行处理时，存在信号处理效率低，同时不具针对性，进而导致信号处理效果差，最终影响井下光纤无线传输质量的问题。

发明内容

[0003] 本申请通过提供了一种井下光纤无线传输的信号处理方法及系统，旨在解决现有技术中光纤无线传输信号处理效率低下，传输质量差的技术问题的技术问题。

[0004] 鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种井下光纤无线传输的信号处理方法及系统。

[0005] 本申请公开的第一个方面，提供了一种井下光纤无线传输的信号处理方法，该方法包括采集井下环境信息得到目标环境数据，并将目标环境数据作为模拟信号环境；模拟信号源在模拟信号环境下，模拟生成光纤无线传输信号，并且将光纤无线传输信号传输至目标设备，并得到目标设备的信号接收结果，记作接收信号；对比光纤无线传输信号与接收信号，得到信号对比偏差；并且基于信号对比偏差，通过信号处理模块对接收信号进行处理。

[0006] 本申请公开的另一个方面，提供了一种井下光纤无线传输的信号处理系统，该系统包括采集环境数据模块，用于采集井下环境信息得到目标环境数据，并将目标环境数据作为模拟信号环境；模拟无线传输模块，用于模拟信号源在模拟信号环境下，模拟生成光纤无线传输信号；实际接收信号模块，用于将光纤无线传输信号传输至目标设备，并得到目标设备的信号接收结果，记作接收信号；信号对比偏差模块，用于对比光纤无线传输信号与接收信号，得到信号对比偏差；接收信号处理模块，基于信号对比偏差，通过信号处理模块对接收信号进行处理。

[0007] 本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

[0008] 由于采用了通过采集井下环境信息获取目标环境数据，并将该数据作为模拟信号环境。在模拟信号环境下，使用模拟信号源生成光纤无线传输信号，并将该信号传输到目标设备，然后比较光纤无线传输信号和接收信号的差异，得到信号对比偏差，最后使用信号处理模块对接收信号进行处理的技术方案，解决了现有技术中光纤无线传输信号处理效率低下，传输质量差的技术问题，通过智能化的信号处理达到提高信号处理效率的技术效果，同时提高信号处理的科学性和合理性，达到保证井下光纤无线传输质量的技术效果。

[0009] 上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

[0010] 图1为本申请实施例提供了一种井下光纤无线传输的信号处理方法可能的流程示意图；

[0011] 图2为本申请实施例提供了一种井下光纤无线传输的信号处理方法中得到第一接收信号补偿优化结果可能的流程示意图；

[0012] 图3为本申请实施例提供了一种井下光纤无线传输的信号处理方法中得到井下光纤无线传输综合指数可能的流程示意图；

[0013] 图4为本申请实施例提供了一种井下光纤无线传输的信号处理系统可能的结构示意图。

[0014] 附图标记说明：采集环境数据模块11，模拟无线传输模块12，实际接收信号模块13，信号对比偏差模块14，接收信号处理模块15。

具体实施方式

[0015] 本申请提供的技术方案总体思路如下：

[0016] 本申请实施例提供了一种井下光纤无线传输的信号处理方法及系统，通过采集井下环境信息、模拟信号环境，然后在这个环境下生成发出信号，与目标设备接收到的信号进行对比，针对对比结果进行智能化信号处理，提高信号处理效率，同时提高信号处理的科学性和合理性，从而保证井下光纤无线传输质量，实现更加稳定、可靠得井下无线信号传输。

[0017] 在介绍了本申请基本原理后，下面将结合说明书附图来具体介绍本申请的各种非限制性的实施方式。实施例一

[0018] 如图1所示，本申请实施例提供了一种井下光纤无线传输的信号处理方法，该信号处理方法应用于信号处理系统，信号处理系统与一模拟信号源通信连接。

[0019] 具体而言，信号处理系统是指用于处理从井下环境收集的数据信号的系统。模拟信号源用于模拟井下环境的信号，以提供给信号处理系统进行信号处理，模拟信号源可以是信号发生器、波形发生器等产生模拟信号的设备。模拟信号源与信号处理系统通过有线方式和无线方式进行连接，其中，无线通信的方式包括蓝牙、Wi‑Fi、ZigBee、LoRa等方式；有线通信的方式包括RS232、RS485、Ethernet等。模拟信号源对井下环境信息进行采集，将数据传入信号处理系统中，实现对环境数据的精准掌握。

[0020] 信号处理方法包括：

[0021] 步骤S100：采集井下环境信息得到目标环境数据，并将所述目标环境数据作为模拟信号环境；

[0022] 具体而言，根据井下环境不同选择不同的采集方式，例如，可以使用传感器、监测设备和数据采集系统等设备来采集井下环境中参数信息。然后，通过数学统计分析方法分析数据，得到井下环境的温度、湿度、气体压力、氧气浓度、信号强弱等具体信息，例如，使用傅里叶变换将一个信号从时域转换到频域，以分解出信号的频谱成分，可以得到信号的频率分布情况；利用谱分析将信号在频域上进行分析，得到信号在频率上的特性等，得到目标环境数据。将目标环境数据传入模拟信号源中，作为模拟信号环境。

[0023] 通过采集目标环境数据作为模拟信号环境，可以更好地了解光纤无线传输信号在特定环境下的适应性和稳定性，用于测试光纤无线传输信号在不同环境下的性能，为后续提升信号传输质量提供有效保障。

[0024] 步骤S200：模拟信号源在所述模拟信号环境下，模拟生成光纤无线传输信号；

[0025] 具体而言，首先，对模拟信号环境数据进行清洗和预处理，将所得的模拟环境信号进行处理和筛选，去除干扰和异常数据，对数据进行压缩、去重、重采样等处理。其次，对数据进行分析并建立模拟模型，提取数据的特征和关联性等信息，如通过均值滤波、中值滤波、高斯滤波等方法对数据进行平滑处理，去除噪声。基于数据分析的结果，建立井下环境的模型，该模型描述环境参数与时间的函数关系。然后，进行信号合成与信号转换，模拟生成光纤无线传输信号。将模拟模型与采集到的模拟信号环境数据相结合，生成符合实际环境的信号波形，如产生符合环境温度变化特性的模拟信号。对生成的信号波形进行格式转换、信号放大、信号补偿等处理，以便与信号处理系统进行兼容。最后，对模拟的光纤无线传输信号进行校验和验证，确保其能满足系统处理的要求。

[0026] 在模拟信号环境下通过模拟信号源模拟光纤无线传输信号，以产生不同幅度、频率、相位等参数的模拟信号波形，满足不同信号处理需求。同时，由于该模拟信号源是在前一步得到的模拟信号环境下生成信号，因此产生的信号波形与实际信号更加贴近，从而更好地测试和优化光纤无线传输信号的性能。

[0027] 步骤S300：将所述光纤无线传输信号传输至目标设备，并得到所述目标设备的信号接收结果，记作接收信号；

[0028] 具体而言，目标设备指的是接收光纤无线传输信号的最终终端设备，例如电视、电脑、手机、监控设备等，通过对目标设备所接收的信号进行分析，可以检测光纤无线传播过程中信号的完整度和具体传输情况。对光纤无线传输在目标环境下的信号传输能力进行检测，在光纤发射端上安装发送器与适配器，通过将光纤无线传输信号转换为光信号并通过光纤传输，通过适配器将光信号发送到光纤上进行传输。在光纤接收端上安装接收器，通过接收器接收所传输的信号，作为接收信号，用于后续与输入的光纤无线传输信号做比较，从而对信号进行处理，提高信号的传输质量和完整性。

[0029] 步骤S400：对比所述光纤无线传输信号与所述接收信号，得到信号对比偏差；

[0030] 具体而言，接收信号为模拟信号，通过模数转换器将接收信号转换为数字形式，然后，通过放大、滤波和校正等操作对信号进行预处理，其中通过信号放大增加信号的弱部分，通过滤波去除信号中的噪声，通过校正调整信号中的偏移。采用相关性分析或误差向量幅度（EVM）等方法将处理过的接收信号与发送信号进行对比，检测信号之间的偏差，对比时将两个数字信号以相同的时间间隔进行对比，找出信号之间的相似度。如果信号对比相似度低于对比器的门限，则排除由噪声和失真引起的偏差，从而确定信号对比偏差。其中，对比器为预先设定的标准来判断两个信号是否相等或相似，以判断信号是否出现了误差或失真，包括比较器、多路选择器、锁存器等。

[0031] 在光纤无线传输中，信号会受到光纤衰减、信号衰减和其他外界干扰因素的影响，导致接收端收到的信号与发出信号有所偏差。通过获取信号对比偏差可以了解接收信号的发出信号之间的偏差程度，以便后续据此信号处理和信号传输质量提升。

[0032] 步骤S500：基于所述信号对比偏差，通过信号处理模块对所述接收信号进行处理。

[0033] 具体而言，根据信号对比偏差信号对比偏差的特性、信号传输系统的性能和传输介质的特性等多种因素，信号处理模块对接收信号进行优化或校正，包括滤波、均衡、补偿等，以降低噪声、补偿信号失真、提高信噪比等。例如，如果信号对比偏差表明接收信号受到衰减影响，可以通过衰减补偿器会增加接收信号的强度来抵消传输介质带来的信号衰减；如果信号对比偏差表明信号受到失真影响，采用均衡或滤波技术来修复信号；如果由于色散现象而导致信号失真和衰减，采用电均衡色散补偿通过均衡信号的频谱，消除色散引起的失真和衰减等；并针对不同的传输距离采用适当的调制格式以使信号更适合在特定的距离内传输。通过对信号对比偏差进行针对性分析，采取相应的信号处理方法，有效提高信号的传输的可靠性和质量。

[0034] 进一步的，本申请实施例还包括：

[0035] 步骤S510：基于所述光纤无线传输信号得到第一信号时序，其中，所述第一信号时序包括M个具备时间标识的发出信号，且M为大于1的整数；

[0036] 步骤S520：基于所述接收信号得到第二信号时序，其中，所述第二信号时序包括N个具备时间标识的接收信号，且N为大于1的整数；

[0037] 步骤S530：对比所述M个具备时间标识的发出信号和所述N个具备时间标识的接收信号，得到所述信号对比偏差；

[0038] 步骤S540：通过所述信号处理模块对所述信号对比偏差进行分析，得到第一接收完整性。

[0039] 具体而言，当光纤无线传输信号传输至目标设备时，在发送端，通过时钟同步模块和触发器模块来生成具有时间标识的发出信号，其中第一信号时序是指通过光纤无线传输的发出信号在时间上的顺序记录，是一个具有时间标识的信号序列。根据光纤无线传输信号按照传输时间分为M个具备时间标识的发出信号，每个时间点匹配相应发送的光纤无线传输信号。其中，M个发出信号被标记了不同的时间戳，且M为大于1的整数，表示至少存在两个发出信号，支持检测信号偏差。将信号传输至接收端，在接收端，通过时钟同步模块和接收器模块来接收信号，对每个时间点接收到的信号进行记录，得到第二信号时序，根据光纤无线传输信号按照接收时间分为N个具备时间标识的发出信号，每个时间点匹配相应发送的光纤无线传输信号。其中，N个发出信号被标记了不同的时间戳，且N为大于1的整数，表示至少接收到两个发出信号，否则未完全接收第一信号时序。

[0040] 将M个发出信号和的N个接收信号进行对比，通过计算第一信号时序和第二信号时序之间的时间差来实现。如果时间差较小，说明发送的信号和接收到的信号的时序相似度较高，反之，则说明相似度较低。通过对比发出信号和接收信号得到信号对比偏差值，反映两个信号之间时序的差异度。根据信号对比偏差值判断接收信号的完整性，如果信号对比偏差值较小，则可以判定接收到的信号完整度比较高。如果信号对比偏差值较大，则说明接收到的信号的存在大的偏差。再基于时间对比对发出信号和接收信号通过信号对比方法得出第一接收完整性，用于评估信号传输的质量。

[0041] 通过对发出信号和接收信号的时间进行时序标识，确保两者具有相同的时间基准，据此分析信号对比偏差获得第一接收完整性，为判断信号传输质量和对信号处理提供数据支持。

[0042] 进一步的，本申请实施例还包括：

[0043] 步骤S531：获取第一时间；

[0044] 步骤S532：基于所述第一时间遍历所述M个具备时间标识的发出信号，得到第一发出信号；以及

[0045] 步骤S533：基于所述第一时间遍历所述N个具备时间标识的接收信号，得到第一接收信号；

[0046] 步骤S534：对比所述第一发出信号与所述第一接收信号得到第一对比结果，并根据所述第一对比结果组建所述信号对比偏差。

[0047] 具体而言，第一时间为光纤无线传输信号中信号序列中第一个发出信号时间标识。在发送端发出的M个信号和在接收端接收的N个信号，均附带与其所对应的时间戳。从第一时间开始遍历M个具备时间标识的发出信号，得到第一发出信号，为发出时间点与发出信号的结合体；从第一时间开始遍历N个具备时间标识的接收信号，得到第一接收信号，为接收时间点与接收信号的结合体，比较第一发出信号和第一接收信号得出第一对比结果，进而得到信号对比偏差。

[0048] 例如，假设第一时间为00:00:00.001，光纤无线传输信号为4个传输信号，从第一时间开始遍历4个具备时间标识的发出信号，得到第一发出信号，分别为M1:00:00:00.001、M2:00:00:01.200、M3:00:00:02.450、M4:00:00:03.550。同时，根据第一时间开始遍历接收端接收的具备时间标识的信号，若接收端接收到3个接收信号，得到第一接收信号，分别为N1:00:00:00.100、N2:00:00:01.300、N3:00:00:03.600，则说明信号传输过程中出现了干扰或丢失，基于发出信号和接收信号的时间标识得到对比偏差分别为00:00:00.099、00:00:00.900、00:00:01.150、00:00:00.050，并且由于第三个接收信号的时间戳比较接近发出信号的时间戳，所以它们的时间差比较小，说明接收到的第三个信号的完整度比较高，与发出的信号时序相似，从而得到第一对比结果。通过根据发出信号和接收信号的时间标识得出信息比对偏差，为针对偏差提升信号传输质量提供数据基础。

[0049] 进一步的，本申请实施例还包括：

[0050] 步骤S541：所述信号处理模块包括第一信号处理层；

[0051] 步骤S542：其中，所述第一信号处理层用于对所述接收信号进行接收完整性检验处理；

[0052] 步骤S543：通过所述第一信号处理层对所述信号对比偏差进行分析，得到所述第一接收完整性。

[0053] 具体而言，信号处理模块中的第一信号处理层针对发送信号和接收信号的信号内容进行比对，对接收信号进行完整性检验，采用数据校验方法来检测信号是否完整，其中数据校验方法包括CRC校验、逐位比对法、均方误差法、相关分析法等，根据具体的数据特征而定。第一接收完整性是检查接收信号是否存在缺失或错误信息的指标。

[0054] 以逐位比对法为例，假设发送信号为M1：5，8，10，12，15，发送信号为N1:5，8，9，12，14，其分别对应的二进制为S1：0101，1000，1010，1100，1111；S2：0101，1000，1001，1100，
1110，通过逐位比对法从高位开始进行比对，记录差值和差值所在部位，得到Diff：0，0，1，
0，1，将记录下的差值累加起来，得到最终的差异程度为：Diff_total=0+0+1+0+1=2，因此，其完整度结果为在第二位和第四位上存在偏差，并且第二位偏差为1，第四位偏差为1，总偏差程度为2。遍历对比所有的发送信号和接收信号，得到第一完整度结果。

[0055] 通过第一信号处理层分析信号对比偏差，得出第一接收完整性指数，来判断接收信号的可靠程度，可以帮助检测和修复光纤无线传输中的问题，提高信号的传输质量和信号传输指数。

[0056] 进一步的，如图2所示，本申请实施例还包括：

[0057] 步骤S550：根据所述第一接收完整性得到信号接收完整性结果，并根据所述信号接收完整性结果得到第一信号传输指数；

[0058] 步骤S560：根据所述第一信号传输指数得到井下光纤无线传输综合指数；

[0059] 步骤S570：若所述井下光纤无线传输综合指数满足预设指数阈值，生成补偿优化指令；

[0060] 步骤S580：基于所述补偿优化指令，所述信号处理模块对所述第一接收信号进行补偿优化，得到第一接收信号补偿优化结果。

[0061] 具体而言，信号接收完整性结果是指接收到的信号在传输过程中需要被纠错的情况。第一信号传输指数是指根据信号完整性结果计算出来的指数，用来衡量信号传输的质量，使用比特错误率或符号错误率等指标来描述。根据信号接收完整性结果计算得到第一信号传输指数，反映信号的传输质量，对第一信号传输指数进行预处理并进行与信道速率和信道带宽等参数集合得出井下光纤无线传输综合指数。预设指数阈值结合信道质量要求、信道噪声和干扰水平等多种因素根据具体的传输需求和信道条件来设置。比如，对于要求传输质量非常高的场景，如高速传输、长距离传输等，预设指数阈值需要设置得比较低以确保传输质量；而对于一般情况下的传输，预设指数阈值可以适当调高以提高系统的传输效率。

[0062] 判断井下光纤无线传输综合指数是否符合预设指数阈值的要求，如果传输质量符合预设要求，则根据补偿优化算法生成相应的补偿指令，这些指令可以直接送到信号处理系统进行执行，生成第一接收信号补偿优化结果。通过信号接收完整性结果生成井下光纤无线传输综合指数，与对光纤预先设立的预设指数阈值进行比较，针对性生成补偿优化指令对接收信息进行优化，得到第一接收信号补偿优化结果，从而通过对信号进行科学合理的智能化处理以提高信号的传输质量和可靠性。

[0063] 进一步的，如图3所示，本申请实施例还包括：

[0064] 步骤S561：获取所述模拟信号源生成所述光纤无线传输信号的模拟控制参数，其中，所述模拟控制参数包括信道速率和信道带宽；

[0065] 步骤S562：对所述信道速率和所述信道带宽进行数据预处理，并根据预处理结果得到第二信号传输指数；

[0066] 步骤S563：所述第二信号传输指数结合所述第一信号传输指数，计算得到所述井下光纤无线传输综合指数。

[0067] 具体而言，模拟信号源生成光纤无线传输信号的模拟控制参数可以通过信号处理系统获取，包括信道速率和信道带宽。信道速率指的是数据在信道中传输的速率，以比特率为单位。信道带宽指的是信道所能支持的传输频率范围，以赫兹为单位。对信道速率和信道带宽等数据进行数据预处理，可以采用数据清洗、数据归一化、异常值处理等方法，确保数据质量和准确性。然后使用衡量指标和相关算法模型得出第二信号传输指数，其中衡量指标包括可以使用误码率、包错误率、信噪比等指标来衡量，相关算法模型包括自回归移动平均模型、卡尔曼滤波器、隐马尔可夫模型等。综合考虑第一信号传输指数和第二信号传输指数，采用统计方法来得到综合指数，为井下光纤无线传输综合指数。比如，采用加权平均法来计算综合指数，假设第一信号传输指数和第二信号传输指数分别为X1和X2，需要用加权平均法计算它们的综合指数Y。可以设定它们的权重分别为w1为30%和w2为70%，则有：Y=0.3*X1+0.7*X2，得出井下光纤无线传输综合指数。

[0068] 通过光纤无线传输信号的模拟控制参数，对信道速率和信道带宽进行数据预处理，以得到第二信号传输指数，将第一信号传输指数和第二信号传输指数结合，并进行计算，得到井下光纤无线传输的综合指数作为反馈信息，帮助优化传输性能和提高信号传输质量。

[0069] 进一步的，本申请实施例还包括：

[0070] 步骤S581：所述信号处理模块包括第二信号处理层；

[0071] 步骤S582：其中，所述第二信号处理层用于基于所述信号对比偏差对所述接收信号进行补偿优化；并且

[0072] 步骤S583：所述第二信号处理层包括第一补偿优化段、第二补偿优化段和第三补偿优化段；

[0073] 步骤S584：其中，所述第一补偿优化段是指基于电均衡色散补偿原理的信号补偿，所述第二补偿优化段是指基于光域色散补偿原理的信号补偿，所述第三补偿优化段是指基于优化信号调制格式原理的信号补偿；

[0074] 步骤S585：依次通过所述第一补偿优化段、所述第二补偿优化段和所述第三补偿优化段对所述第一接收信号进行补偿优化，得到所述第一接收信号补偿优化结果。

[0075] 具体而言，信号处理模块中的第二信号处理层针对对比光纤无线传输信号和接收信号的偏差来对接收信号进行补偿优化，该层包括三个补偿优化段，分别是基于电均衡色散补偿原理、光域色散补偿原理和优化信号调制格式原理的信号补偿。

[0076] 在第一补偿优化段中，由于信号在传输过程中会因为光纤的色散现象而导致信号失真和衰减，采用电均衡色散补偿通过均衡信号的频谱，消除色散引起的失真和衰减。

[0077] 在第二补偿优化段中，通过光域色散补偿使接收信号的形状被重新调整，以使其更加平坦和稳定，降低信号的噪声水平，提高信号的可靠性。

[0078] 在第三补偿优化段中，由于不同的传输距离，具有不同的信号衰减和失真特性，需要采用适当的调制格式以使信号更适合在特定的距离内传输，通过调整信号的编码方式对信号进行优化信号调制格式的补偿优化，使其更加适合传输。

[0079] 这三段补偿优化操作依次进行，并且在每一个步骤中，接收信号都会被补偿优化以提高其质量和可靠性。这三段补偿优化操作依次进行，最终得到第一接收信号补偿优化结果。

[0080] 基于对比偏差对接收信号进行针对性三段补偿优化，包括电均衡色散补偿、光域色散补偿和优化信号调制格式补偿三个部分，并采用最佳的信号调制格式以使信号更加适合传输，从而提高信号的质量和可靠性，提升井下光纤无线的信号传输质量。

[0081] 综上所述，本申请实施例所提供的一种井下光纤无线传输的信号处理方法具有如下技术效果：

[0082] 采集井下环境信息得到目标环境数据，并将目标环境数据作为模拟信号环境，通过采集到井下的环境信息进行详细采集，作为模拟信号环境，对不同环境下对光纤传输信号进行模拟，掌握详细的环境数据。模拟信号源在模拟信号环境下，模拟生成光纤无线传输信号，并且将光纤无线传输信号传输至目标设备，并得到目标设备的信号接收结果，记作接收信号；通过在模拟信号环境中生成光纤无线传输信号并进行传输和接收，得到目标设备接收到的信号，得到目标环境下的实际传输情况。对比光纤无线传输信号与接收信号，得到信号对比偏差，将所生成的光纤无线传输信号与接收到的信号进行对比，计算出两个信号之间的偏差值，即信号对比偏差，评估光纤无线传输系统的实际传输性能和信号传输质量。基于信号对比偏差，通过信号处理模块对接收信号进行处理，通过计算出的信号对比偏差，掌握目标设备接收到的信号与原始信号之间的差距和传输过程中的具体损失，然后，通过信号处理模块对接收信号进行智能化处理，提高信号处理效率，使它更接近原始信号，并且提高信号处理的科学性和合理性，保证光纤无线传输系统的性能和信号传输质量，使信号传输更加稳定和可靠。
实施例二

[0083] 基于与前述实施例中一种井下光纤无线传输的信号处理方法相同的发明构思，如图4所示，本申请实施例提供了一种井下光纤无线传输的信号处理系统，该信号处理系统与一模拟信号源通信连接，信号处理系统包括：

[0084] 采集环境数据模块11，用于采集井下环境信息得到目标环境数据，并将目标环境数据作为模拟信号环境；

[0085] 模拟无线传输模块12，用于模拟信号源在模拟信号环境下，模拟生成光纤无线传输信号，并且

[0086] 实际接收信号模块13，用于将光纤无线传输信号传输至目标设备，并得到目标设备的信号接收结果，记作接收信号；

[0087] 信号对比偏差模块14，用于对比光纤无线传输信号与接收信号，得到信号对比偏差；并且

[0088] 接收信号处理模块15，基于信号对比偏差，通过信号处理模块对接收信号进行处理。

[0089] 进一步的，本申请实施例还包括：

[0090] 第一信号时序模块，用于基于光纤无线传输信号得到第一信号时序，其中，第一信号时序包括M个具备时间标识的发出信号，且M为大于1的整数；

[0091] 第二信号时序模块，用于基于接收信号得到第二信号时序，其中，第二信号时序包括N个具备时间标识的接收信号，且N为大于1的整数；

[0092] 对比接收信号模块，用于对比M个具备时间标识的发出信号和N个具备时间标识的接收信号，得到信号对比偏差；

[0093] 第一接收完整性模块，用于通过信号处理模块对信号对比偏差进行分析，得到第一接收完整性。

[0094] 进一步的，本申请实施例还包括：

[0095] 第一时间模块，用于获取第一时间；

[0096] 第一发出信号模块，用于基于第一时间遍历M个具备时间标识的发出信号，得到第一发出信号；以及

[0097] 第一接收信号模块，用于基于第一时间遍历N个具备时间标识的接收信号，得到第一接收信号；

[0098] 第一对比结果模块，用于对比第一发出信号与第一接收信号得到第一对比结果，并根据第一对比结果组建信号对比偏差。

[0099] 进一步的，本申请实施例还包括：

[0100] 信号处理模块，信号处理模块包括第一信号处理层；

[0101] 第一信号处理层模块，用于对接收信号进行接收完整性检验处理；

[0102] 第一接收完整性模块，用于通过第一信号处理层对信号对比偏差进行分析，得到第一接收完整性。

[0103] 进一步的，本申请实施例还包括：

[0104] 第一信号传输指数模块，用于根据第一接收完整性得到信号接收完整性结果，并根据信号接收完整性结果得到第一信号传输指数；

[0105] 传输综合指数模块，用于根据第一信号传输指数得到井下光纤无线传输综合指数；

[0106] 补偿优化指令模块，用于若井下光纤无线传输综合指数满足预设指数阈值，生成补偿优化指令；

[0107] 补偿优化结果模块，用于基于补偿优化指令，信号处理模块对第一接收信号进行补偿优化，得到第一接收信号补偿优化结果。

[0108] 进一步的，本申请实施例还包括：

[0109] 模拟控制参数模块，用于获取模拟信号源生成光纤无线传输信号的模拟控制参数，其中，模拟控制参数包括信道速率和信道带宽；

[0110] 第二信号传输指数模块，用于对信道速率和信道带宽进行数据预处理，并根据预处理结果得到第二信号传输指数；

[0111] 传输综合指数模块，用于第二信号传输指数结合第一信号传输指数，计算得到井下光纤无线传输综合指数。

[0112] 进一步的，本申请实施例还包括：

[0113] 信号处理模块，信号处理模块包括第二信号处理层；

[0114] 第二信号处理层模块，用于基于信号对比偏差对接收信号进行补偿优化；并且[0115] 信号处理层包含模块，是指第二信号处理层包括第一补偿优化段、第二补偿优化段和第三补偿优化段；

[0116] 补偿优化段模块，第一补偿优化段是指基于电均衡色散补偿原理的信号补偿，第二补偿优化段是指基于光域色散补偿原理的信号补偿，第三补偿优化段是指基于优化信号调制格式原理的信号补偿；

[0117] 多段补偿优化模块，用于依次通过第一补偿优化段、第二补偿优化段和第三补偿优化段对第一接收信号进行补偿优化，得到第一接收信号补偿优化结果。

[0118] 综上所述的方法的任意步骤都可作为计算机指令或者程序存储在不设限制的计算机存储器中，并可以被不设限制的计算机处理器调用识别用以实现本申请实施例中的任一项方法，在此不做多余限制。

[0119] 进一步的，综上所述的第一或第二可能不止代表次序关系，也可能代表某项特指概念，和/或指的是多个元素之间可单独或全部选择。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请意图包括这些改动和变型在内。