Параметры и характеристики сигналов
Сигналы связи во времени меняют свои мгновенные значения, причем эти изменения могут быть предсказаны лишь с некоторой (меньше единицы) вероятностью. Таким образом, сигналы связи являются случайными процессами и их описание, естественно, должно осуществляться посредством методов, аналогичных методам описания случайных процессов.
В общем случае сигналы связи соответствуют неэргодическому и нестационарному случайному процессу, что весьма усложняет методы их описания. Поэтому принято моделировать реальные сигналы эргодическим и стационарным (в широком смысле) случайным процессом, полученным в результате двойного усреднения - в начале по множеству реализаций определяются числовые характеристики для достаточно большого числа моментов времени, а затем эти характеристики усредняются по времени.
Полученная таким образом модель отображает некоторый "среднестатистический" сигнал, параметры которого и используются при практических расчетах. При этом очевидно, что в расчетах неизбежно возникают ошибки, которые преодолеваются некоторым завышением требований к рассчитываемым устройствам с помощью машинных и натурных экспериментов и т.д.
Следует отметить, что постоянно проводятся работы по накоплению статистических материалов с целью совершенствования моделей сигналов. Параметры моделей приводятся в рекомендациях Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (МККТТ).
Рассмотрим основные параметры сигналов как числовые характеристики моделированного случайного процесса u(t). При этом усреднение будем производить во времени на интервале от -Т/2 до Т/2, принимая усредненное значение как предел при Т, стремящемся к бесконечности. Заметим, что это справедливо лишь для модели сигналов, поскольку реализации сигналов конечны, т.е. заданы на некотором интервале времени от t1 до t2.
Измерения также выполняются в конечных временных интервалах, что приводит к возникновению погрешности, которая оказывается тем больше, чем меньше интервал измерений. С учетом сказанного средние параметры сигналов нормируются по-разному на интервалах 1 с, 1 мин, 1 ч.
Электрический параметр - постоянная составляющая - это среднее значение случайного процесса:
Постоянная составляющая во времени неизменна, но ее величина случайна. Для многих сигналов связи постоянная составляющая равна нулю.
Электрический параметр - переменная составляющая - это центрированный случайный процесс:
.
Средняя мощность - это мощность переменной составляющей, постоянная составляющая при этом не учитывается, так как не несет информации:
