星际飞船与星际通信中的最小能量设计

星际距离下的微波数字通信适用于星际飞船与地外文明（SETI和METI）通信。巨大的距离要求极大的发射功率和/或大型天线，而电磁波在极宽的带宽上具有透明的传播特性。认识到一种基本的权衡，以增加带宽为代价降低接收端能量（与地面通信目标相反）是有利的。宽带宽也使得设计与实现更简单，能够规避星际介质中产生的色散与散射以及运动效应，从而省去相关处理。每比特信息传输至接收端的最小能量仅由宇宙微波背景决定。通过将单个比特映射到载波脉冲上，1836年为电报发明的Morse码比现代地面无线电所使用的方法更接近这一最小能量。地面通信的方法是通过增加相位和幅度来提高信息容量并最小化带宽，与此不同，增加载波脉冲的多个时频位置可以在最小化每信息比特能量的同时提高容量。由此产生的位置编码极其简单，且随着带宽的扩展可以趋近最小能量。它易于被发现，因为载波脉冲具有高能量，且对检测后模式识别的简单修改即可识别脉冲模式。星际相干洞刻画了时间与频率相干性约束，而发射端与接收端对环境的观测约束了脉冲参数并限制了搜索范围。