Электрический сигнал, получаемый на выходе преобразователя сообщения или соответствующего ему сигнала неэлектрической природы (рис.1.2, лекция 1), называется первичным сигналом электросвязи.
Параметр первичного сигнала “x(t)”, изменение величины которого однозначно отображает передаваемое сообщение, называется информационным параметром. Таким параметром, например, может быть амплитуда, частота или фаза гармонического электрического сигнала; амплитуда, длительность или фаза импульсов периодической последовательности; структура и разрядность кодовых комбинаций и др.
Первичный сигнал в структуре телекоммуникационных систем и сетей (ТКСС) является объектом транспортировки, так как он должен быть передан по каналу от передатчика к приемнику. Техника ТКСС представляет технику транспортирования сигнала, а телекоммуникационные сети – специфическую транспортную сеть. Поэтому для установления соотношений между параметрами и характеристиками первичных сигналов и свойствами каналов передачи вводят такие параметры и характеристики первичных сигналов, которые просто измерить и по которым возможно определить условия их передачи с минимальными искажениями и максимально возможной защищенностью.
Первым таким параметром является длительность первичного сигнала Тс, определяющая интервал времени, в пределах которого сигнал существует.
Следующим параметром первичного сигнала является его средняя мощность, определяемая выражением:
,
где Т – период усреднения; если Т = 1 мин, то такая средняя мощность называется среднеминутной мощностью, если Т = 1 ч, то речь идет о среднечасовой мощности и при Т>> 1 ч говорят о долговременной средней мощности сигнала; R – сопротивление нагрузки, на которой определяется средняя мощность сигнала; U(t) – напряжение первичного сигнала.
Первичный сигнал характеризуется максимальной мощностью Wмакс, под которой понимается мощность эквивалентного синусоидального сигнала с амплитудой Um, которая превышается мгновенными значениями переменной составляющей сигнала U(t) с определенной малой вероятностью e . Для различных видов сигналов значение e принимается равным 10-2, 10-3 и даже 10-5.
Средняя и максимальная мощности сигнала должны быть такими, чтобы при прохождении сигнала по каналу передачи не превышались допустимые значения, обеспечивающие неискаженную передачу сигналов для правильного воспроизведения передаваемого сообщения на приеме.
Минимальная мощность Wмин – это мощность эквивалентного синусоидального сигнала с амплитудой Umмин, которая превышается мгновенным значением переменной составляющей сигнала U(t) с определенной вероятностью, которая обычно равна @ 0,98.
Возможный разброс мощностей первичного сигнала в конкретной точке канала характеризуется динамическим диапазоном Dc, под которым понимается отношение вида:
, дБ,
где Wмакс – максимальная (пиковая) мощность и Wмин – минимальная мощность сигнала в одной и той же точке канала.
Превышение максимальной мощности сигнала средней мощности называется пик-фактором Qc, определяемым по формуле:
, дБ.
Превышение средней мощности первичного сигнала Wср средней мощности помехи Wп называется защищенностью, которая равна
.
Первичные сигналы электросвязи (непрерывные и дискретные) являются непериодическими функциями времени. Таким сигналам соответствует сплошной спектр, содержащий бесконечное число частотных составляющих. Однако всегда можно указать диапазон частот, в пределах которого сосредоточена основная энергия сигнала (не менее 90%) и ширина которого равна
DFc = Fмакс – Fмин ,
где Fмин – минимальная частота первичного сигнала, Fмакс – максимальная частота первичного сигнала. Этот диапазон еще называют эффективно передаваемой полосой частот сигнала, устанавливаемой экспериментально, исходя из требований качества передачи для конкретного вида первичных сигналов.
Произведение трех физических параметров первичного сигнала: длительности Тс, динамического диапазона Dc и эффективно передаваемой полосы частот DFc, т.е.
Vc =Tc × Dc×DFc,
называется объемом первичного сигнала.
Важным параметром первичного сигнала является его потенциальный информационный объем или количество информации Ic, переносимое им в единицу времени и равное
,бит/с ,
где h - коэффициент активности источника первичного сигнала (для телефонных сигналов берется равным 0,25…0,35, а для остальных – 1), DFc– эффективно передаваемая полоса частот, Гц, Wср – средняя мощность первичного сигнала и Wп – средняя допустимая мощность помехи.
Классификация первичных сигналов разнообразна, но наибольшее применение нашла классификация по виду передаваемых сигналов и по виду передаваемых сообщений.
Классификация по виду сигналов охватывает аналоговые, дискретные и цифровые сигналы, узкополосные и широкополосные.
Аналоговым (непрерывным) сигналом называется сигнал электросвязи, у которого величина представляющих (информационных) параметров может принимать непрерывное множество состояний. Аналоговым сигналом может быть и импульсный сигнал, если один из его параметров (амплитуда, длительность, частота следования, фаза) принимает бесчисленное множество состояний.
Дискретным называется сигнал электросвязи, у которого величина одного из представляющих параметров квантуется, т.е. имеет счетное множество состояний.
Цифровым называется сигнал электросвязи, у которого счетное множество величин одного из представляющих параметров описывается ограниченным набором кодовых комбинаций. Примерами таких сигналов являются: сигналы передачи данных и телеграфии, сигналы телеконтроля и телеуправления, телемеханики и др.
Если отношение граничных частот эффективно передаваемой полосы частот первичного сигнала Fмакс / Fмин £ 2, то такие сигналы называются узкополосными, а если Fмакс / Fмин >> 2, то такие сигналы называются широкополосными.
Классификация первичных сигналов по виду передаваемых сообщений охватывает телефонные (речевые) сигналы и сигналы звукового вещания, сигналы передачи данных и телеграфии, телевизионные сигналы и факсимильные сигналы, сигналы телемеханики, телеуправления и телеконтроля, являющихся частным случаем сигналов передачи данных.
,
, дБ, 
, дБ.
.
,бит/с ,