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1.2 军事通信系统的组成

通信的目的是将信息从发信者(信源)传输给另一个时空点的收信者(信宿)。

通信系统是指实现这一通信过程的全部技术设备和传输信息媒质信道的总和。

通信系统通过某种传输媒介(称为信道)将信息 m ( t )从信源传送到信宿,经过信道传输恶化后在信宿得到的信息表示为 ,通信系统的组成框图如图1-1所示。从信源来的信息可能是模拟信号也可能是数字信号,它需要相应的通信系统来传输。

图1-1 通信系统组成框图

①信源:发出信息的源,是产生消息的机构,消息(message)中包含的信息(information)是用户所关心的部分。信源输出的信号在系统其他部分被转换、复制、处理。

在实际生活中,消息的表现形式是高度复杂的物理现象,如人类的语言和文字、图像、声音,甚至各种传感器的输出。但是通信系统中所说的信源,其输出均为电信号。这些电信号是上述物理现象经过相应的能量转换器件转换后得到的。例如,声音的物理表现形式是声波,而拾音器(话筒)则将声波转换成表现声音的电信号,称为音频信号;又如,摄像机将一系列静止的或活动的景物转换成表现图像的电信号,称为视频信号,也称图像信号。信源既可以输出连续的模拟信号(称为模拟信源),也可以输出离散的数字信号(称为数字信源)。例如,拾音器和摄像机输出的就是模拟信号,而电传机和计算机输出的就是数字信号。模拟信号的特点是时间上连续或离散,但幅度上的取值无限。数字信号的特点是时间上离散或连续,但幅度上的取值有限,即具有有限个输出字符。

②发送设备:发送设备中的信号处理单元对来自信源的信息做进一步的处理,使它能够更有效地在所选定的传输媒介上传输;发送设备中的载波电路完成信号处理单元送出的基带信号到适合于特定传输媒介发送的频带信号(在某些信道下也可能是基带信号)之间的转换。

例如,在数字通信系统中常用的语音编码器、视频编码器等,它们用来减少来自信源的冗余信息;在信号传输中用来检错和纠错的信道编码也在信号处理单元完成。在模拟通信系统中,信号处理通常就是一个简单的低通滤波器。在一个模数混合通信系统中,信号处理单元中通常包含模数转换电路,如常见的脉冲编码调制器(Pulse Code Modulation,PCM)。载波电路完成的主要功能有调制、变频、放大、发射等。调制是为了使信号在信道中传输时,信号特性与信道特性相匹配。例如,在进行射频传输时需要用信号对载波进行调制。调制方法通常可分为模拟调制(如调幅、调频、调相)和数字调制(如幅移键控、频移键控、相移键控)。又如,利用有线方式进行基带传输时,信号往往要进行码型变换以适应传输线的特性。在军用通信系统中,为了对抗敌方的有意干扰,需要采取扩频、跳频等措施,这些措施往往在调制解调器中实现。

③传输媒介:提供通信系统信号的传输通道。可以说所使用的传输媒介几乎决定了该通信系统的主要特征。传输媒介常统称为信道。

从物理特性来划分,传输媒介可划分为有线和无线两大类。典型的有线传输媒介有双绞线、同轴电缆、光纤、波导等;无线传输媒介有空气、海水等。当信号在传输媒介中传输时,会受到损耗、失真、衰落等影响,并会叠加传输媒介引入的各种噪声和干扰。由于受到传输媒介引入的各种效应影响,使得接收设备送到信宿的 表现出与发送方的 m ( t )明显的差异,不同类型的通信系统对这种差异有不同衡量标准,如误码率、信噪比等,衡量的结果常用来判断一个通信系统的性能。

④接收设备:接收设备中的载波电路首先将来自传输媒介的信号能量接收,并完成频带信号到基带信号的转换。为了完成这种转换,载波电路的主要功能包括信号接收(如天线、光检测器)、低噪声放大、变频、解调,以及完成解调所需载波和定时同步等;接收设备中的信号处理单元完成发送方信号处理单元功能的逆过程。接收设备尽可能“净化”受到信道“污染”的发送信号,并将发送信号的最佳估计 送到信宿。

图1-1给出的通信系统是单向传输系统。广播是典型的单向通信系统,但一般来说,作为双方进行信息交互的通信系统通常是双向的,如电话。此时通信的两端都设置有发信设备和收信设备。当然,传输媒介也应当是能双向传输的。如果两个方向有各自的传输媒介,那么双方都可以独立进行发送与接收,但如果共享一个传输媒介,就必须用频率、时间或空间分割等办法来共享。

另外,通信也不只是点对点通信,很多情况下是多点之间的通信,以完成多点之间的信息传输与交换。这时,就涉及复用技术、多址技术和交换技术,构成一个完整的通信系统或通信网。

军事通信系统是通信系统的一种特殊应用,是针对军事要求用于军事目的的通信系统,它具有一般通信系统所有的特征。考虑到军事应用的特殊要求,军事通信系统与一般通信系统具有明显的不同。图1-2给出了典型军事通信系统的组成框图。

图1-2 军事通信系统组成框图

为了防止敌方对通信信号的截获,采用高强度的加密是军事通信系统的普遍特征,从应用角度来看,通常有信道加密和信源加密两种方式,与加密对应,解密过程也不可或缺,信道加(解)密位于信号处理和载波电路之间,信源加(解)密位于信源(宿)与信号处理之间。在军事通信系统中,经过传输信道到达收信方的信号除了考虑一般通信系统的传输影响,重点需要考虑敌方释放的各种干扰。这种干扰同其他通信系统所遭受的雷电、汽车启动、同频干扰、邻道干扰有着明显的不同,它是敌方针对通信方信号样式而释放的人为干扰,目的是阻止通信的正常进行。此时,通信方则需要采用一些特殊技术手段保护己方通信不被截获和干扰,常用的方法有提高天线的方向性、降低正常工作所需的接收电平、采用猝发的通信方式等。 AeyhvBP+nXvS5TOnfWS5nuqgqH2CaZZEqSpHe5DGiNqAyisaeziX89W8m5YK078G

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