随着经济的快速发展,全球的能源供应已经极其紧张,当今世界对能源资源争夺目趋白热化。找到更多的可利用的石油资源,先进的探测装备是必备的条件。地震仪也成为石油勘探中不可缺少的仪器。随着探测深度的不断增加,对地震仪的分辨率和带道能力提出更高的要求。这些性能的提高,一方面要靠提高采集站的采集性能,另一方面,更重要的,是要提高地震仪的数据传输速率。为了提高数字地震仪数据传输性能,本文主要做了以下几个方面的研究工作:1、从网络通信的角度入手,分析数字地震仪网络的基本结构,建立地震数据传输系统的协议栈模型。重点分析了地震仪网络中大线上基本功能单元之间的通信方式,结合每个设备单元特定的数传需求,合理调整分配协议栈的功能,分析设计了大线上的物理层和数据链路层协议。2、在物理层将LVDS协议应用到地震仪大线数据传输接口中。利用的是LVDS信号的低摆幅,低功耗,强抗干扰性和低成本的优势。本研究中使用FPGA芯片搭建硬件电路,编写数据传输的编解码程序,解决了数据传输同步的问题。FPGA具有速度快,并行执行的特点,核心芯片可以同时实现数据接收,数据采集和数据发送。成功制作了一条具有采集站和电源站的采集链,验证了大线数据传输的性能。3、将SOPC技术应用到电源站的设计中。SOPC技术具有灵活的设计方式,高稳定性,低功耗的特点。在采集站中,既没有使用数据传输芯片,也不需要数据缓存芯片,甚至可以将硬件滤波器芯片都裁剪掉,仅仅使用一片FPGA芯片,即可实现他们的所有功能。在电源站中使用SOPC技术,有助于加速研发进程,降低采集站的功耗,提高电源站的性能。4、现有数传系统中主要使用循环校验作为信道编码,缺点是只能检错,纠错能力弱。使用纠错编码方式则可以改善这个问题。卷积码纠正信道中的随机错误性能极佳,交织可以应对信道中的突发错误,本文详细研究了设计实现四种卷积码的编解码方案。并搭建仿真通信系统,信道叠加高斯噪声,进行纠错编码抗噪性能测试比较,最后推荐一种优选方案。