传感技术、计算机技术、通信技术和存储技术的融合极大地促进了地震勘探技术的发展,从而进一步刺激了地质勘探的需求。大规模、全数字化和高实时性是当前地震勘探仪器的发展趋势,因此,实时数据传输能力的提高成为地震勘探仪器亟待解决的问题。论文在深入研究大型地震数据采集记录系统(Large-scale Seismic Acquistion and Recording System,LSARS)中地震专用电缆的信道容量和可靠性基础之上,以低功耗为目标对系统进行分析、研究、改进和实现,为LSARS的应用提供了坚实的理论和实践基础,主要内容包括:分析了单条传输线内部的码间串扰,以及码间串扰与频率之间的关系;分析了同一时刻不同传输线之间的相互影响。针对LSARS全双工通信的特点,对通用MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)模型进行改进,提出了扩展MIMO模型和基于该模型的串扰消减策略,提高了信道的信噪比和信道容量,同时降低了数据传输系统对发送功率的要求。为了提高数据传输的可靠性,研究了8B/10B调制信道下的低功耗帧同步和纠错算法。根据8B/10B编码和可编程逻辑的特点,通过硬判决和同步码的加长,对相关(correlation)算法进行改进,解决了8B/10B调制信道中同步码为单个控制字时同步性能不足的问题。理论分析和实验结果表明,该算法具有误同步率低、复杂度低、易于硬件和可编程逻辑实现等特点。对Reed-Solomon解码器的RiBM(Reformulated inversionless Berlekamp-Massey)算法进行串行化处理,提出了ARiBM(Area-efficient RiBM)算法和基于该算法的多通道复用解码器,解决了RiBM算法复杂度高、功耗大的问题,促进了Reed-Solomon码在LSARS中的应用。理论分析和实验结果表明,ARiBM算法在满足LSARS解码速度的同时,大大降低了解码器的复杂度。针对研制的LSARS数据传输系统及相关实验平台,进行了室内测试实验和野外生产实践,通过与现有国外设备的比较,测定和验证了该数据传输系统的实时传输能力、高可靠性和低功耗特性。