第2章 空間激光通信基本原理

|2.1 通信基本原理|

通信的根本目的就是實(shí)現(xiàn)信息從信源到信宿的傳遞。信息有不同的形式，例如：符號(hào)、文字、語音、音樂、數(shù)據(jù)、圖片、活動(dòng)圖像等。典型的通信系統(tǒng)可由圖2-1所示的模型加以概括，信源的作用是把各種可能的消息轉(zhuǎn)化為原始信號(hào)。為了使這個(gè)原始信號(hào)適合在信道中傳輸，由發(fā)送設(shè)備對(duì)原始信號(hào)完成某種變換，然后再送入信道。信道是指信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ馈＝邮赵O(shè)備的功能與發(fā)送設(shè)備相反，負(fù)責(zé)從接收信號(hào)中恢復(fù)出相應(yīng)的原始信號(hào)，而信宿將復(fù)原的原始信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的消息。

圖2-1 通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型

通信系統(tǒng)又分為模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)兩大類。模擬通信系統(tǒng)典型簡(jiǎn)化模型如圖2-2所示。發(fā)送端的連續(xù)消息要變換為原始信號(hào)。接收端將收到的信號(hào)反變換為原連續(xù)消息。為了進(jìn)行信道傳輸，需要將原始信號(hào)變換為適合信道傳輸?shù)男盘?hào)。該信號(hào)需要具備兩個(gè)特征：一是要攜帶消息，二是能夠適應(yīng)在信道中傳輸。原始信號(hào)稱為基帶信號(hào)，信道中傳輸?shù)男盘?hào)稱為頻帶信號(hào)。

圖2-2 模擬通信系統(tǒng)典型簡(jiǎn)化模型

數(shù)字通信系統(tǒng)典型簡(jiǎn)化模型如圖2-3所示。信源經(jīng)過加密器加密，再經(jīng)過編碼器編碼后，經(jīng)過調(diào)制器調(diào)制成適合信道傳輸?shù)男盘?hào)，在接收端經(jīng)過反向處理后得到原始信息給受信者。

圖2-3 數(shù)字通信系統(tǒng)典型簡(jiǎn)化模型

數(shù)字通信系統(tǒng)典型調(diào)制方式見表2-1。

表2-1 數(shù)字通信系統(tǒng)典型調(diào)制方式

為了提升傳輸信息的容量，通常在信號(hào)域采用復(fù)用的方式。常用的復(fù)用方式包括空分、頻分、時(shí)分和碼分復(fù)用等。頻分復(fù)用是用頻譜搬移的方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的頻率范圍；時(shí)分復(fù)用是用抽樣或脈沖調(diào)制方法使不同信號(hào)占據(jù)不同的時(shí)間區(qū)間；碼分復(fù)用是用一組包含互相正交的碼字的碼組攜帶多路信號(hào)；空分復(fù)用是在空間上將信道區(qū)分開來，使信號(hào)占用不同的空域。