Статья рассматривает основные понятия и принципы обработки модулированного сигнала в астрономии, а также методы демодуляции и анализа этого сигнала.
Основы модулированного сигнала: понятия, принципы обработки и методы демодуляции обновлено: 1 декабря, 2023 автором: Научные Статьи.Ру
Помощь в написании работы
Добро пожаловать на лекцию по астрономии! Сегодня мы будем говорить о модулированных сигналах и их обработке. Модулированный сигнал – это сигнал, в котором информация передается путем изменения одного или нескольких параметров, таких как амплитуда, частота или фаза. Обработка модулированного сигнала включает в себя методы демодуляции, анализа и фильтрации, которые позволяют извлечь информацию из сигнала и улучшить его качество. В данной лекции мы рассмотрим основные принципы обработки модулированных сигналов и их применение в практике. Давайте начнем!
Нужна помощь в написании работы?
Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Лекция № 10. Общие понятия о модуляции.
Модуляция – это процесс изменения одного или нескольких параметров несущей в соответствии с изменением параметров сигнала, воздействующего на нее (модулирующего сигнала).
Параметры несущей, изменяющиеся во времени под воздействием модулирующего сигнала, называются информационными, так как в них заложена передаваемая информация. Физический процесс управления параметрами несущей и является модуляцией. Устройство, при помощи которого получают модулированные сигналы, называется модулятором.
Модулятор должен иметь два входа: один для модулирующего (информационного) сигнала, другой – для несущей. Модулированный (высокочастотный) сигнал на выходе модулятора зависит от времени и от модулирующего сигнала , поэтому и обозначается как функция двух аргументов .
Модулированные сигналы различаются по виду несущей и по модулируемым параметрам. В качестве несущей чаще всего используются гармонические колебания, периодическая последовательность импульсов, реже – колебания специальной формы, узкополосный случайный процесс.
Гармоническая несущая характеризуется тремя свободными параметрами: амплитудой , частотой и фазой . Все они могут быть информационными. В результате изменения одного из этих параметров при постоянстве других, получим три основных вида модуляции:
- амплитудную модуляцию (АМ);
- частотную модуляцию (ЧМ);
- фазовую модуляцию (ФМ).
Модулированный сигнал при гармонической несущей в общем случае можно представить в виде
Видеолекция «Модулированные сигналы. Амплитудная модуляция»
где – огибающая сигнала; – полная фаза.
За интервал времени, в течении которого полная фаза изменится на , огибающая не успеет сильно измениться и ее можно считать медленно меняющейся.
Главная особенность любой модуляции – это преобразование спектра модулирующего сигнала. В общем случае происходит расширение спектра, а при гармонической несущей – перенос спектра в область около частоты несущей. Именно это обстоятельство и привело к использованию только модулированных сигналов в радиосвязи и многоканальной связи.
Практически в настоящее время в системах связи используется более пятидесяти видов модуляции и число их продолжает расти. Такое большое количество различных видов модуляции связано с тем, что каждый из них имеет свою помехоустойчивость. Поэтому, прежде всего надо учитывать способность данного вида модуляции обеспечить заданное качество передачи сообщений по линии связи при наличии помех.
Лекция № 11. Амплитудная модуляция (ам) гармонической несущей.
Амплитудной модуляцией (АМ) называется процесс изменения амплитуды несущего колебания под воздействием модулирующего сигнала . В результате амплитуда несущей получает приращение и становится равной
где – амплитуда несущей; – коэффициент пропорциональности, выбираемый так, чтобы амплитуда всегда была положительной. Частота и фаза несущего гармонического колебания при АМ остаются неизменными.
Н а рисунке показано, что в соответствии с мгновенными значениями амплитуда несущей увеличивается до значения получая приращение , то уменьшается до , получая приращение . При этом амплитуда повторяет форму модулирующего сигнала . В АМ сигнале амплитуда является огибающей высокочастотного заполнения , которая на рисунке изображена штриховой линией.
Для математического описания АМ сигнала вместо коэффициента пропорциональности , зависящего от конкретной схемы модулятора, вводится коэффициент модуляции , который физически означает относительное значение приращения. Здесь – среднее арифметическое значение приращения амплитуды. Поскольку среднее значение амплитуды АМ сигнала во время модуляции , то коэффициент модуляции численно равен
Коэффициент модуляции – это отношение разности между максимальным и минимальным значениями амплитуд АМ сигнала к сумме этих значений. Часто коэффициент модуляции выражается в процентах . Однако при всех расчетах АМ сигналов обычно пользуются коэффициентом модуляции не в процентах, а в относительных единицах.
Для симметричного модулирующего сигнала АМ сигнал также будет симметричным: и
то есть коэффициент модуляции равен отношению максимального приращения амплитуды к амплитуде несущей. Физически характеризует собой глубину амплитудной модуляции и может изменяться в пределах .
Аналитическое выражение (математическая модель) любого АМ сигнала, с учетом коэффициента модуляции, будет выглядеть следующим образом:
Амплитудная модуляция гармоническим колебанием.
В простейшем случае модулирующий сигнал является гармоническим колебанием с частотой и начальной фазой . При этом аналитическое выражение однотонального АМ сигнала будет выглядеть следующим образом:
На рисунке показаны временные диаграммы однотонального АМ сигнала при различных значениях коэффициента модуляции .
Характерное искажение сигнала возникает при перемодуляции, когда форма огибающей перестает повторять форму модулирующего гармонического колебания.
В однотональном АМ сигнале имеется три гармонических спектральных составляющих с частотами: – несущей; – верхней боковой; – нижней боковой.
Спектральная диаграмма однотонального АМ сигнала симметрична относительно несущей частоты . Амплитуды боковых колебаний одинаковы и даже при не превышают половины амплитуды несущего колебания.
Амплитудная модуляция при сложном модулирующем сигнале.
Гармонические модулирующие сигналы и соответственно однотональный АМ сигнал на практике встречаются редко. В большинстве случаем модулирующие первичные сигналы являются сложными функциями времени.
Спектр АМ сигнала при сложном модулирующем сигнале можно построить исходя из следующих рассуждений. Любой сложный сигнал можно представить в виде суммы конечной (или бесконечной) гармонических составляющих, воспользовавшись рядом Фурье. Каждая гармоническая составляющая сигнала с частотой вызовет в АМ сигнале две боковые составляющие с частотами . Множество гармонических составляющих в модулирующем сигнале вызовет множество боковых составляющих с частотами . Это показано на рисунке.
Спектральные диаграммы: а) – модулирующего многотонального сигнала; б) – АМ сигнала при многотональной модуляции; в) – модулирующего сигнала с непрерывным спектром; г) – АМ сигнала при модуляции сигнала непрерывным спектром.
В спектре сложномодулированного АМ сигнала, кроме несущего колебания с частотой , содержатся группы верхних и нижних боковых колебаний, которые образуют верхнюю боковую и нижнюю боковую полосу АМ сигнала. При этом верхняя боковая полоса частот полностью повторяет спектральную диаграмму сигнала , сдвинутую в область высоких частот на величину . Нижняя боковая полоса частот также повторяет спектральную диаграмму сигнала , но частоты в не располагаются в зеркальном (обратном) порядке относительно несущей частоты .
Из этого следует вывод: ширина спектра АМ сигнала равна удвоенному значению наиболее высокой частоты спектра модулирующего низкочастотного сигнала, то есть
Модуляция и кодирование
Кутепова, А. В. Модуляция и кодирование / А. В. Кутепова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 52 (342). — С. 34-36. — URL: https://moluch.ru/archive/342/77050/ (дата обращения: 06.02.2024).
Ключевые слова: модуляция, амплитуда, инфокоммуникационное пространство, частота.
Модуляция и кодирование являются операциями, выполняемыми на передатчике для обеспечения передачи эффективной и надежной передачи информации. Эти операции так важны, что они заслуживают дальнейшего рассмотрения здесь. Впоследствии мы посвятим несколько глав методам модуляции и кодирования.
Модуляция включает в себя два сигнала: модулирующий сигнал, который представляет сообщение, и несущая волна, которая соответствует конкретному применению. Модулятор систематически изменяет несущую волну в соответствие с изменениями модулирующего сигнала. Результирующая модулированная волна «несет» таким образом информацию сообщения. Как правило, нам необходимо чтобы модуляция являлась обратимой операцией, так что сообщение может быть получено с помощью дополнительного процесса демодуляции.
На рисунке 1 изображен фрагмент модулирующего сигнала (часть а) и соответствующий модулированный сигнал, полученный путем изменения амплитуды синусоидальной несущей волны (часть б). Это давно известная амплитудная модуляция (АМ) использующаяся для радиовещания и для другого применения. На сообщение так же может влиять несущая при помощи частотной модуляции (ЧМ) или фазовой модуляции (ФМ). Все методы для модуляции синусоидального сигнала группируются под заголовком модуляции непрерывного сигнала.
Большинство систем передачи информации на большие расстояния используют модуляцию непрерывного сигнала с несущей частотой намного выше, чем самая высокая частотная составляющая модулирующего сигнала. Спектр модулированного сигнала состоит из диапазона частот компонентов, сгруппированных вокруг несущей частоты. При этих условиях мы говорим, что модуляция непрерывного сигнала производит перевод частоты. В AM вещании, например, спектр сообщений обычно составляет при частоте от 100 Гц до 5 кГц; если несущая частота 600 кГц, спектр модулированной несущей составляет от 595–605 кГц.
Рис. 1. (а) модулирующий сигнал; (b) синусоидальная несущая с амплитудной модуляцией; (с) импульсная характеристика несущей с амплитудной модуляций
Другой метод модуляции, называемый импульсной модуляцией, имеет периодическую последовательность коротких импульсов в качестве несущей волны. На рисунке 1 (c) показана осциллограмма амплитудно-импульсной модуляции (АИМ). Обратите внимание на то, что эта АИМ волна состоит из коротких отсчетов, извлеченных из аналогового сигнала в верхней части фигуры. Отсчет представляет собой важный метод обработки сигналов и, при определенных условиях, можно восстановить всю осциллограмму от отсчетов, взятых с определенным периодом. Но импульсная модуляция сама по себе не обеспечивает частотное преобразование, необходимое для эффективной передачи сигнала. Поэтому некоторые передатчики сочетают импульсную и непрерывную модуляции. Другие методы модуляции, описанные в скором времени, сочетают в себе импульсную модуляцию с кодированием.
Преимущества модуляции и применение
Основная цель модуляции в системе связи является создание модулированного сигнала, подходящего для характеристик канала передачи сигнала. На самом деле есть несколько практических преимуществ и применения модуляции, которые кратко рассматриваются ниже.
Модуляция для эффективной передачи сигнала. Передача сигнала на значительное расстояние всегда включает в себя бегущую электромагнитную волну, с или без направляющей среды.
Эффективность любого конкретного метода зависит от частоты передаваемого сигнала. Используя свойство преобразование частоты непрерывной модуляции, на сообщение может влиять несущая, частота которой была выбрана для передачи сигнала нужным методом. В качестве примера, Антенны Нюкс с эффективным соотношением прямого видения, физические размеры которых являются менее 1/10 длины волны сигнала.
Немодулированная передача звукового сигнала, содержащего компоненты частоты до 100 Гц требует антенны длиной около 300 км. Модулированная передача на 100 МГц, как и в ЧМ вещании, позволяет использование практического размера антенны около одного метра. На частотах ниже 100 МГц, другие режимы распространения имеют лучшую эффективность с разумными размерами антенны. Томази дает компактную обработку распространения радиоволн и антенны. Для справочных целей покажем те части электромагнитного спектра, подходящие для передачи сигнала. Они включает в себя: направленность длины волны, обозначение полосы частот и типичный режим передачи, и режимы распространения средств массовой информации. Кроме того, указываются представительные приложения, уполномоченные Федеральной Комиссией по связи США.
Модуляция для преодоления технических ограничений. Конструкция системы связи может быть ограничена стоимостью и доступностью аппаратных средств, аппаратные средства, производительность которых часто зависит от частоты. Модуляция позволяет разработчику размещать сигнал в некотором диапазоне частот, что позволяет избежать аппаратных ограничений. Особое внимание в этом случае является вопрос о частичной полосе пропускания, которая определяется как абсолютная полоса пропускания, разделенная на центральную частоту. Стоимость аппаратного обеспечения и трудности сведены к минимуму, если частичная пропускная способность поддерживается в пределах 1–10 процентов. Частичная пропускная способность учитывает тот факт, что блоки модуляции находятся в приемниках, а также в передатчиках. Также следует отметить, что сигналы с большой пропускной способностью должны быть модулированы высокочастотными носителями. Так как скорость передачи информации пропорциональна ширине полосы частот, в соответствии с законом Хартли-Шеннона, мы приходим к выводу, что высокая скорость передачи информации требует высокой несущей частоты. Например, СВЧ-система 5 ГГц может вместить в 10000 раз больше информации, в заданном временном интервале, чем радиоканал 500 кГц. Переходя выше в электромагнитный спектр, один оптический лазерный луч имеет диапазон частот, эквивалентный 10 млн телевизионных каналов.
И, наконец, преимущества цифрового кодирования могут быть включены в аналоговую связь с помощью метода преобразования аналого-цифрового преобразователя, такие как импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Сигнал ИКМ генерируется путем выборки аналогового сообщение, оцифровки (квантование) значений выборок, и цифровой выборки кодирующей последовательности. С учетом надежности, универсальности и эффективности цифровой передачи, ИКМ стала важным методом аналоговой связи. Кроме того, в сочетании с высокоскоростными микропроцессорами, ИКМ позволяет заменить цифровую обработку сигналов для аналоговых операций.
- J. Mitalo, «The Software Radio Architecture», IEEE Commun. Mag., vol.33, no.5, Feb. 1995, pp. 26–38.
- K C. Zangi and R. D. Koilpillai, «Software Radio issues in cellular Base Station», IEEE JSAC, Vol.1, No.4, pp. 561- 573, April 1999.
Основные термины (генерируются автоматически): модулирующий сигнал, метод модуляции, модуляция, импульсная модуляция, непрерывный сигнал, несущая волна, несущая частота, передача сигнала, амплитудная модуляция, аналоговая связь.
Типы модуляции и классов излучений
Первый символ (буква английского алфавита) характеризует тип модуляции основной несущей, второй символ (цифра) — характер сигнала, модулирующего основную несущую, третий символ (буква английского алфавита) — тип передаваемой информации.
Иногда после трех основных символов, характеризующих класс излучения, также могут использоваться две дополнительные необязательные характеристики: четвертое обозначение (буква) — подробные данные о сигнале (сигналах), пятое обозначение (буква) — характер уплотнения.
Обозначения символов, описывающих класс излучения.
1. Первый символ — тип модуляции основной несущей:
Излучения, при которых основная несущая модулируется по амплитуде (амплитудная модуляция):
Н — однополосная с полной несущей;
R — однополосная с частично подавленной несущей;
J — однополосная с полностью подавленной несущей;
Излучения, при которых основная несущая имеет угловую модуляцию:
F — частотная модуляция;
G — фазовая модуляция;
2. Второй символ — характер сигнала (сигналов), модулирующего основную несущую:
0 — отсутствие модулирующего сигнала;
1 — один канал, содержащий квантованную или цифровую информацию без использования модулирующей поднесущей;
2 — один канал, содержащий квантованную или цифровую информацию при использовании модулирующей поднесущей;
3 — один канал с аналоговой информацией.
3. Третий символ — тип передаваемой информации:
N — отсутствие передаваемой информации;
А — телеграфия для слухового приема;
В — телеграфия для автоматического приема;
Перечень классов излучений, стандартно используемых в морской радиосвязи:
АЗЕ — двухполосная телефония (радиовещание);
J3E — однополосная телефония с подавленной несущей;
НЗЕ — однополосная телефония с полной несущей (разрешена для использования только на частоте 2182 кГц);
F3E — телефония с частотной модуляцией;
G3E — телефония с фазовой модуляцией;
G2B — фазовая модуляция; один канал, содержащий дискретную или цифровую информацию, с использованием модулируемой поднесущей;
F1B — частотная телеграфия;
J2B — буквопечатающая телеграфия с использованием амплитудной модуляции и частотно-манипулированной поднесущей, передача на одной боковой полосе, подавленная несущая;
А1А — телеграфия незатухающими колебаниями, код Морзе;
А2А — телеграфия с амплитудной манипуляцией тонально модулированной несущей, код Морзе;
F1C — факсимиле с непосредственной частотной модуляцией несущей черно-белое;
F3C — аналоговое факсимиле;
PON — немодулированное импульсное излучение.
Для полного обозначения излучений перед обозначением класса излучения с помощью четырех знаков можно указать необходимую ширину полосы излучения.
Необходимая ширина полосы частот — это ширина полосы частот, которая достаточна при данном классе излучения для обеспечения передачи сообщений с необходимой скоростью и качеством при определенных условиях. Значения необходимой ширины полосы частот для различных классов излучения составляют:
J3E — 2,7 кГц (коммерческое качество)
НЗЕ — 3,0 кГц (коммерческое качество)
АЗЕ — 6,0 кГц (коммерческое качество)
J2B — 304 Гц (при скорости 100 Бод)
F1B — 304 Гц (при скорости 100 Бод)
F3E — 16 кГц (коммерческое качество)
F1C, F3C — 1,98 кГц (при 1100 белых и черных элементарных посылок в секунду)
Примеры обозначения ширины полосы частот:
Аналоговая модуляция.
Прежде чем перейти непосредственно к цифровой модуляции, приведу картинку, иллюстрирующую аналоговую AM (амплитудную) и FM (частотную) модуляцию, которая освежит у многих школные познания:
исходный сигнал
AM (амплитудная модуляция)
FM (частотная модуляция)
В цифровой модуляции аналоговый несущий сигнал модулируется цифровым битовым потоком.
Существуют три фундаментальных типа цифровой модуляции (или шифтинга) и один гибридный:
- ASK – Amplitude shift keying (Амплитудная двоичная модуляция).
- FSK – Frequency shift keying (Частотая двоичная модуляция).
- PSK – Phase shift keying (Фазовая двоичная модуляция).
- ASK/PSK.
Упомяну, что существует традиция в русской терминологии радиосвязи использовать для модуляции цифровым сигналом термин «манипуляция».
В случае амплитудного шифтинга амплитуда сигнала для логического нуля может быть (например) в два раза меньше логической и единицы.
Частотная модуляция похожим образом представляет логическую единицу интервалом с большей частотой, чем ноль.
Фазовый шифтинг представляет «0» как сигнал без сдвига, а «1» как сигнал со сдвигом.
Да, тут мы как раз имеем дело со «сдвигом по фазе» 🙂
Каждая из схем имеет свои сильные и слабые стороны.
- ASK хороша с точки зрения эффективности использования полосы частот, но подвержена искажениям при наличии шума и недостаточно эффективна с точки зрения потребляемой мощности.
- FSK – с точностью до наоборот, энергетически эффективна, но не эффективно использует полосу частот.
- PSK – хороша в обоих аспектах.
- ASK/PSK – комбинация двух схем. Она позволяет еще лучше использовать полосу частот.
Самая простая PSK схема (показанная на рисунке) имеет собственное название — Binary phase-shift keying. Используется единственный сдвиг фазы между «0» и «1» — 180 градусов, половина периода.
Существуют также QPSK и 8-PSK:
QPSK использует 4 различных сдвига фазы (по четверти периода) и может кодировать 2 бита в символе (01, 11, 00, 10). 8-PSK использует 8 разных сдвигов фаз и может кодировать 3 бита в символе.
Подробнее тут
Одна из частных реализаций схемы ASK/PSK которая называется QAM — Quadrature Amplitude Modulation (квадратурная амплитудная модуляция (КАМ). Это метод объединения двух AM-сигналов в одном канале. Он позваляет удвоить эффективную пропускную способность. В QAM используется две несущих с одинаковой частотой но с разницей в фазе на четверть периода (отсюда и возникает слово квадратура). Более высокие уровни QAM строятся по тому же принципы, что и PSK. Если вас интересуют детали, вы без труда можете их найти в сети.
Теоретическая эффективность использования полосы пропускания:
Формат | Эффективность (бит/с/Гц) |
BPSK | 1 |
QPSK | 2 |
8-PSK | 3 |
16-QAM | 4 |
32-QAM | 5 |
64-QAM | 6 |
256-QAM | 8 |
Чем сложнее схема модуляции, тем более пагубное воздействие на нее оказывают искажения при передаче, и тем меньше расстояние от базовой станции, на котором сигнал может быть успешно принят.
Теоретически возможны PSK и QAM схемы еще более высокого уровня, но на практике при их использовании возникает слишком большое количество ошибок.
Теперь, когда мы рассмотрели основные моменты, можно написать какие схемы модуляции применяются в сетях WiMax.
Модуляция сигнала в сетях WiMax.
В WiMax используется «динамическая адаптивная модуляция», которая позволяет базовой станции делать выбор между пропускной способностью и максимальным расстоянием до приемника. Чтобы увеличить дальность, базовая станция может переключиться между 64-QAM, 16-QAM и QPSK.
Я надеюсь, что у меня получилось соблюсти баланс между популярностью изложения и техничностью содержания. Если данная статья окажется востребованной, я продолжу работать в этом направлении. Технология WiMax имеет множество нюансов, о которых можно рассказать.
Классификация технических каналов утечки информации. Информационный сигнал и его характеристики
Процесс модуляции требует участия, по крайней мере, двух величин. Одна из них содержит всю передаваемую информацию и называется модулирующим сигналом, вторая представляет собой высокочастотное несущее колебание, которое модулируется посредством изменения одного или нескольких параметров. Необходимость в модуляции аналоговой информации возникает, например, когда нужно передать низкочастотный (например, голосовой) аналоговый сигнал через канал, находящийся в высокочастотной области спектра.
Для решения этой проблемы амплитуду высокочастотного несущего сигнала изменяют (модулируют) в соответствии с изменением низкочастотного сигнала. Модулируемый сигнал при этом называется несущим. В подавляющем большинстве случаев в качестве несущего используется синусоидальное колебание, имеющее три параметра – амплитуду, частоту и фазу. В зависимости от изменяемого параметра различают три основных вида модуляции – амплитудную, частотную и фазовую.
Амплитудная модуляция — вид модуляции , при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда.
Частотная модуляция – вид модуляции , при которой изменяемым параметром несущего сигнала является частота.
Фазовая модуляция — вид модуляции , при которой изменяемым параметром несущего сигнала является фаза.
Все три вида модуляции цифровых данных изображены на рисунке 12.8.
Рис. 12.8. Модуляция аналогового сигнала цифровыми данными
Максимальное значение информационного параметра несущей относительно его номинального значения называется глубиной модуляции , а максимальное отклонение значения информационного параметра несущей относительно максимального изменения информационного параметра модулирующего сигнала – индексом модуляции.
При модуляции дискретного сигнала в качестве информационных признаков могут использоваться длительность импульса, частота повторения и др.
Выделение информации из модулированного электрического сигнала производится путем его обратных преобразований – демодуляции в детекторе приемника. Демодуляция обеспечивается путем сравнения текущей структуры полученного сигнала с эталонной. Эталонная признаковая структура при ЧМ- модуляции определяется частотой настройки контура детектора, для АМ- модуляции – усредненной амплитудой несущего колебания на выходе детектора, ФЗ – модуляции – значением фазы несущего колебания до его модуляции .
Из-за влияния помех сигналы при передаче и приеме будут отличаться. Степень их отличия будет зависеть от отношения сигнал/шум на входе демодулятора. При этом если мощность несущего сигнала намного больше, чем помех, искажение будет незаметным.
В общем случае любое сообщение можно описать с помощью трех основных параметров:
— динамический диапазон;
— диапазон частот;
— длительность передачи.
Произведение этих параметров называется объемом сигнала. В пространстве объем сигнала можно представить в виде параллелепипеда ( рис. 12.9).
Рис. 12.9. Представление объема сигнала в пространстве
Для обеспечения неискаженной передачи сообщения необходимо, чтобы характеристики канала передачи (среды распространения) и приемника соответствовали ширине спектра и динамическому диапазону сигнала.
Если полоса частот среды распространения или приемника уже полосы сигнала, то для уменьшения искажения сигнала уменьшают ширину его спектра. При этом для сохранения объема сообщения в том же значении, увеличивают длительность передачи. Если необходимо передавать сигнал в реальном времени, то есть без изменения длительности передачи, полоса пропускания приемника должна совпадать с шириной спектра сигнала.
Опасные сигналы и их источники
Сигналы, передающие защищаемую информацию, которые могут быть перехвачены злоумышленником с последующим извлечением этой информации, называются опасными. Опасные сигналы подразделяются на два вида: функциональные и случайные. Функциональные сигналы создаются техническим средством обработки информации для выполнения заданных функций. К основным источникам функциональных сигналов относятся:
- источники систем связи;
- передатчики радиотехнических систем;
- излучатели акустических сигналов;
- люди.
Принципиальным отличием функциональных сигналов от случайных является то, что владелец информации знает о возможных рисках нарушения безопасности информации и может принять соответствующие меры по снижению риска до допустимых значений.
Однако работа современных средств по обработке, хранению и передаче информации сопровождается явлениями и физическими процессами, которые могут создавать побочные радио- или электрические сигналы. Такие сигналы называются случайными опасными сигналами. Эти сигналы возникают вне зависимости от желания владельца информации и зачастую без проведения специальных исследований, выявить их практически невозможно.
К техническим средствам, которые могут быть источниками случайных опасных сигналов, относятся:
- средства телефонной проводной связи;
- средства мобильной связи и радиосвязи;
- средства электронной почты;
- СВТ;
- аудиоаппаратура и средства звукоусиления;
- радиоприемные устройства;
- видеоаппаратура;
- телевизионные средства;
- средства линейной радиотрансляции и оповещения.
Случайные опасные сигналы могут создаваться следующими электрическими приборами:
- средства системы электрочасофикации;
- средства охранной сигнализации;
- средства пожарной сигнализации;
- оргтехника (в частности, принтеры);
- средства системы кондиционирования и вентиляции;
- бытовые приборы и другая техника, имеющая в составе элементы преобразования акустической информации в электрические сигналы;
- электропроводящие коммуникации здания, проходящие через контролируемую зону[12.7].
В зависимости от принадлежности циркулирующей в технических средствах информации к защищаемой и открытой, технические средства делятся на основные технические средства и системы (ОТСС) и вспомогательные технические средства и системы (ВТСС). Важным здесь является то, что ВТСС не обрабатывают защищаемую информацию, но при этом могут находиться в пределах контролируемой зоны совместно с ОТСС. При определенных условиях ВТСС могут стать источниками случайных опасных сигналов, следовательно, они нуждаются в защите наряду с ОТСС.