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現信息從信源到信宿的傳遞。信息有不同的形式，例如：符號、文字、語音、音樂、數據、圖片、活動圖像等。典型的通信系統可由圖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化為原始信號。為了使這個原始信號適合在信道中傳輸，由發送設備對原始信號完成某種變換，然后再送入信道。信道是指信號傳輸的通道。接收設備的功能與發送設備相反，負責從接收信號中恢復出相應的原始信號，而信宿將復原的原始信號轉換成相應的消息。

圖2-1 通信系統的簡化模型

通信系統又分為模擬通信系統和數字通信系統兩大類。模擬通信系統典型簡化模型如圖2-2所示。發送端的連續消息要變換為原始信號。接收端將收到的信號反變換為原連續消息。為了進行信道傳輸，需要將原始信號變換為適合信道傳輸的信號。該信號需要具備兩個特征：一是要攜帶消息，二是能夠適應在信道中傳輸。原始信號稱為基帶信號，信道中傳輸的信號稱為頻帶信號。

圖2-2 模擬通信系統典型簡化模型

數字通信系統典型簡化模型如圖2-3所示。信源經過加密器加密，再經過編碼器編碼后，經過調制器調制成適合信道傳輸的信號，在接收端經過反向處理后得到原始信息給受信者。

圖2-3 數字通信系統典型簡化模型

數字通信系統典型調制方式見表2-1。

表2-1 數字通信系統典型調制方式

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