大气激光通信系统设计(2)

要内容都是围绕通信系统模型而展开的。

§2.3通信系统的分类

通信系统的分类方法很多，这里仅列出由通信系统模型所引出的分类。并对模拟通信系统和数字通信系统做详细的介绍，对其他的简要概述。

2.3.1 按消息的物理特征分类

根据消息的物理特征的不同，有电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等各种通信系统。这些通信系统 可以是专用的，但通常是兼容的或并存的。由于电话通信最为发达，因而其他通信常常借助于公共的电话通信系统进行。例如电报通信通常是从电话话路中划分出一部分频带传送，或者是用一个话路传送多路电报。又如，随着电子计算机发展而迅速增长起来的数据通信，近距离时多用专线传送，而远距离时则常常借助电话通信信道传送。未来的综合数字通信网中，各种类型的消息都能在一个统一的通信网中传输、交换和处理。

2.3.2 按调制方式分类

根据是否采用调制，可将通信系统分为基带传输和调制传输。 基带传输是将未经调制的信号直接传送，如音频市内电话、数字信号基带传输。

调制传输是对各种信号变换方式后传输的总称。

2.3.3 按传送方式分类

传送多路信号有三种复用方式，即频分复用、时分复用、码分复

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用。频分复用是用频谱搬移的方法使不同的信号占据不同的频率范围；时分复用是用脉冲调制的方法使不同的信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组正交的脉冲序列分别携带不同信号。

2.3.4 按传输媒介分类

按传输媒介，通信系统可分为有线（包括光纤）和无线两类。

2.3.5 按传输信号的特征分类

变换后的信号与消息之间必须建立单一的对应关系，否则在接收端就无法恢复出原来的消息。调制时消息携带在正弦波或脉冲序列的某个参量或几个参量上，按参量的取值方式可将信号分为模拟信号和数字信号。模拟信号中参量的取值范围是连续的，因此可有无限多个取直。数字信号中携带消息的参量仅可取有限个数值。

按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号，可以相应的把通信系统分成两大类。

§2. 4模拟通信与数字通信系统模型

通信系统传输的消息是多种多样的，如符号、文字、语声、图像等。一般把消息分为两类：第一类为离散消息（数字消息），如符号、数据、文字等;第二类为模拟消息（连续消息）。如语声、图像等。

2. 4. 1模拟通信系统

信道中传输模拟信号的系统称为模拟通信系统，其组成可有一般通信系统略加改变而成，如图2.2.

图2.2 模拟通信系统的模型

模拟信号是指时间和幅度上连续的信号。如图2.3（a）所示。

图2.3 模拟信号和数字信号比较

对与模拟通信系统，它主要包含两种重要变换，即把连续消息变换成电信号（发送端信息源完成）和把电信号恢复成最初的连续消息（收端受信者完成）。又信源输出的电信号（基带信号）具有频率较低的频谱分量，一般不能直接作为传输信号而送到信道中去，模拟基带传输系统很少采用。一般要对传输的信号进行调制，即将基带信号转换成频带适合信道传输的信号，这一变换由调制器完成；在接受端同样需经相反的变换恢复出基带信号信息，它由解调器完成，经过调制后的信号通常称为以调信号。已调信号有三个基本特性：携带有消息、适合在信道中传输和具有较高频率成分。

2.4.2数字通信系统

信道中传输数字信号的系统称为数字通信系统。数字信号是在时

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间和幅度上都是离散值的信号，与模拟信号想对应，如图2.3（b）所示

数字通信系与模拟通信系统相比，数字通信系统具有以下主要优点：

1) 抗干扰能力强，无噪声积累。因数字信号以0、1两个数码形

式传输，被噪声干扰和经衰减后的数字信号，在没恶化到不可

正确判断之前，可用再生的方法恢复成原来的信号。只要再生

设备设定位置适当，可认为噪声干扰不会对传输信号产生不良

影响，即不会出现噪声积累。因而数字传输适用较远距离传输，也能适应性能差的信道

2) 保密性强，易于实现检错纠错。数字信号是模拟信号经过信源

编码后形成的。它本身已具有一定的保密性，同时数字信号便

于码型转换，进行加密处理，还可通过信道编码实现检错，纠

错功能。

3) 数字通信可以综合传递各种消息，使通信系统功能增强。也便

于建立综合通信网数字传输和数字交换结合，有利于传输和交

换多种业务的数字信息，实现多种业务信息的综合通信。为建

立综合业务数字网ISDN提供必要条件。

4) 设备可集成，微型化由于设备多数属于数字电路，可采用集成

元件，能做到集成度高，体积小，耗电低和成本低，且便于生

产和维护。

但数字传输也有缺点，它与模拟信号传输相比，占用传输频带宽，

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如传输一路数字化语音信息占64khz的带宽，而传输一路模拟信息只需占4khz的带宽。同时数字信号传输过程中，需要严格的同步。随着数字集成技术的发展，各种中、大规模集成器件的体积不断减小，加上数字压缩技术的不断完善，数字通信设备体积将会越来越来小。并且随着微波和卫星信道及光线信道的迅速发展（它们有很宽的带宽），使占用传输频带宽的矛盾逐渐缩小。因而数字传输的应用日益广泛。

§2. 5数字通信系统的主要性能指标

衡量数字通信的质量指标，包括信息传输的有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性等。对于一个通信系统，要求起主导和决定作用的是有效性和可靠性这两个指标，这也是衡量通信系统好坏的两个指标。有效性是通信系统中传输信息速率的表征，二可靠性是通信系统传输信息质量的表征。传输速度越快，有效性越高；传输信号月准确，可靠性越高。在通信系统中，人们总是希望传输信息既快又准确，既有效又可靠。然而有效性和可靠性两者却是矛盾的。所以在一般情况下，依据实际系统要求采取相对统一的办法，即在满足一定可靠性指标下，尽量提高消息的传输速率，即有效性；或者，在维持一定有效性条件下，尽可能提高系统的可靠性。

2. 5．1 有效性

1) 码元传输速率 RB

数字通信是用有限个数字波形来代表信息的，每秒钟所传输的数

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字波形的数目就是传输速度，即码元传输速度，又可称为码元速率或波形速率，有符号RB表示，单位为波特（Baud）。

2) 消息传输速率R b

信道的传输效率通常是以每秒所传输的信息量多少来衡量。信息传输速率是指每秒传送的信息量。信息量的度量单位是“比特”（bit），一个二进制码元（一个“1”或一个“0”）所含的信息量是一个“比特”，所以信息传输速率的单位是比特/秒(bit/s)或bps。

3) 频带利用率

数字通信系统的效率不仅要看它们的信息传输速率，还要看传输这种信息所占的信道频带的宽度。通信系统所占用的频带愈宽，传输信息的能力应该愈大。所以真正用来衡量数字通信系统传输效率的有效性指标应当是单位频带内的传输速率。

频带利用率可以表示为：

符号传输速率 bit/s Hz 频带宽度

2. 5．2 可靠性

衡量数字通信系统可靠性的指标，具体可用信号在传输过程中出错的概率来表述，即用差错率来衡量。差错率越大，可靠性越差。差错率通常有一下两种来表示方法。

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