船用投弃式温盐深测量系统——系统数据传输技术研究与实现

• 作 者: 于晓山
• 机 构: 河北工业大学
• 出 处: 河北工业大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 船用投弃式 温盐深测量仪 数据传输 XCTD 海洋剖面测量 数字信号频谱

船用投弃式温盐深测量系统简称XCTD(Expendable Conductivity Temperature andDepth System)，是国外率先研制并得到快速发展的一种温度、盐度和深度的海洋剖面测量系统。它对于军事和海洋科学研究领域都有着重要的意义，因此近年来也得到了我们国家的高度重视，并在国家863 计划项目中立项，本课题是国家863 计划“船用投弃式温盐深测量仪研究”课题的子课题，是其重要的组成部分，是由国家海洋技术中心与河北工业大学共同承担的。目前我们国家对于XCTD的研究还处于起步阶段，本课题的研究成果对于我国XCTD 技术的探索有着积极的意义。　　
本文主要介绍了XCTD的国内外发展现状，包括系统的组成及工作原理。对系统传输信道进行测试之后，通过对测试数据整理、分析得到信道的传输特性。由特性曲线可见该信道在频率大于150Hz 以后，随着信号频率的提高，信号幅度将迅速衰减，这是典型的带限和非线性变参信道。由于数字信号频谱非常丰富，所以直接在信道中传输是不可能的。　　
根据信道的特点确定采用基带传输技术来实现数据的有线传输。分析了基带传输系统的技术特点及其可行性后，把整个系统分成若干个模块后分别进行设计与调试，最后将各个模块级联进行联合调试。整个系统的硬件电路主要分为四个部分，发端数字部分、发端模拟部分、收端模拟部分、收端数字部分。考虑到成本和电路面积，发端数字部分主要是由一些中小规模集成成电路组成的分频电路和编码电路，发端模拟部分是一个基带成形滤波器，接收模拟部分包括放大与滤波电路和脉冲恢复电路，收端数字电路是由FPGA 来实现的，完成位同步的提取和数据信息的恢复。通过软件仿真和实际电路试验，对通信系统进行了双重验证。　　
与原有的频带传输系统相比，此基带传输系统更适宜XCTD的传输信道，具有通信速率高，电路面积小的特点。在实验室环境下，系统可以满足前端数据采集数据量对传输速率的要求，且达到误码率的要求，即误码率小于等于10-5。最后对本课题的成果进行了总结，并对今后XCTD的传输技术的改进提出了一些建议和设想。