李志华，李秋峦

(1.杭州师范大学 信息科学与工程学院，浙江 杭州 311100;2.浙江大学 数字技术及仪器研究所，浙江杭州 310027)

随着水声探测在海洋资源开发中的广泛应用，水声技术就成为水下信息探测、定位和通信的有效手段，用于水下探测的声学设备得到了深入研究与应用［1-2］。数字信号处理技术的迅速发展，使得波束形成声学成像声纳得到越来越广泛的研究与应用。王继胜等［3］实现了一种基于IP 网络互连的、以并行DSP 为处理节点的多波束剖面声纳系统，系统中的每个处理节点与数据采集转换部分采用TCP/IP 网络连接，可以通过物理上添加一个或多个处理节点成倍提高系统的信号处理能力。王晓峰等［4］研制了64 通道接收机波束形成硬件平台和软件算法，并且在5 片TMS320C6416DSP 处理器构成的并行处理机上，完成了并行处理算法的实现。张小平等［5］进行了多DSP 节点的声纳信号并行处理系统的设计与实现研究。

为了获得距离、水平、垂直三维空间信息，实现高分辨率的实时水声探测，三维成像声学系统近年来引起了各国政府、机构和学者的广泛关注［6-7］。采用48 ×48 个声学换能器阵(2 304 个通道)发射单脉冲声波信号进行128 ×128 个波束形成，工作频率300 kHz，角度分辨率0.5°，工作距离2 ～200 m，距离分辨率2 cm，声摄像速率2 ～20 次/秒，每个扫描点占用8 B(其中强度信息4 B，水平与垂直角度坐标各1 B，层数k 占2 B)，因此仅单层数据量最大为128 ×128 × 8 B =131 kB，因此系统性能瓶颈问题相当突出，其难点主要在于如何将海量声学数据从采集端快速上传至PC 客户端，以及如何确保对这些海量数据进行实时处理。……