न्यूनतम संसूचनीय संकेत

एक न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत एक प्रणाली के इनपुट पर एक संकेत है जिसकी शक्ति इसे संसूचक प्रणाली की पृष्ठभूमि इलेक्ट्रॉनिक शोर पर पता लगाने की अनुमति देती है। इसे वैकल्पिक रूप से एक संकेत के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो निष्पादन पर दिए गए मान m के संकेत से शोर के अनुपात का उत्पादन करता है। व्यवहार में, m को आमतौर पर एकता से बड़ा चुना जाता है। कुछ साहित्य में, इस अवधारणा के लिए 'संवेदनशीलता' नाम का प्रयोग किया जाता है। जब परिणामी संकेत की व्याख्या एक मानव संचालक द्वारा की जाती है, जैसा कि रडार(तेजोन्वेष) सिस्टम में होता है, तो संबंधित शब्द न्यूनतम प्रत्यक्ष संकेत का उपयोग किया जा सकता है। इसमें रडार(तेजोन्वेष) अव्यवस्था और तेजोन्वेष प्रदर्शन पर संकेत के जीवनकाल जैसे अतिरिक्त कारक शामिल हैं। एक सही-पता लगाने योग्य संकेत के मामले में, तेजोन्वेष प्रदर्शन पर परिणामी तेजोन्वेष लक्ष्य पहचानने के लिए बहुत छोटा या बहुत क्षणभंगुर हो सकता है। किन प्रभावों पर विचार किया जाता है, इस पर निर्भर करते हुए, न्यूनतम दृश्य संकेत शब्द का उपयोग केवल इस बात पर विचार करने के लिए किया जा सकता है कि अव्यवस्था जैसे अन्य प्रभावों को अनदेखा करते हुए, प्रदर्शन पर संकेत दिखाई दे सकता है या नहीं।

सामान्य
सामान्य तौर पर, यह स्पष्ट है कि एक प्राप्तकर्ता के लिए एक संकेत देखने के लिए शोर तल से अधिक होना चाहिए। वास्तव में संकेत का पता लगाने के लिए, हालांकि, अक्सर शोर तल से अधिक शक्ति स्तर पर होना आवश्यक होता है जो कि पहचान के प्रकार के साथ-साथ अन्य कारकों पर निर्भर होता है। इस आवश्यकता के अपवाद हैं लेकिन इन मामलों का कवरेज इस लेख के दायरे से बाहर है। संकेत और शोर तल के शक्ति स्तरों में यह आवश्यक अंतर संकेत से शोर के अनुपात के रूप में जाना जाता है ($SNR$). न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत स्थापित करने के लिए ($MDS$) एक प्राप्तकर्ता लिए हमें ज्ञात होने के लिए कई कारकों की आवश्यकता होती है।


 * आवश्यक सिग्नल-टू-न्वाइस अनुपात ($SNR$)
 * जांच बैंडविड्थ ($BW$)
 * तापमान $T_{0}$ रिसीवर सिस्टम की
 * रिसीवर शोर आंकड़ा ($NF$)

न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत की गणना करने के लिए हमें पहले निम्नलिखित समीकरण द्वारा प्राप्तकर्ता में शोर तल स्थापित करने की आवश्यकता है:

\begin{align}\text{Noise floor}_\textrm{dBm} & = 10\ \log_{10}(k T_0\times BW / 1\,\textrm{mW})\ \textrm{dBm} + NF \\ & = 10\ \log_{10}(k T_0 \frac \textrm{Hz}\textrm{mW})\ \textrm{dBm} + NF +10\ \log_{10}( BW / 1\,\textrm{Hz})\ \textrm{dB} \end{align} $$ यहां, $k ≈1.38 J/K$ बोल्ट्जमैन का स्थिरांक है और $kT_{0}$ उपलब्ध शोर शक्ति घनत्व है (शोर तापीय रव, जॉनसन शोर है)।

एक संख्यात्मक उदाहरण के रूप में: एक प्राप्तकर्ता की बैंडविड्थ होती है $100 MHz$, 1.5 डेसिबल का शोर आंकड़ा और प्रणाली का भौतिक तापमान है $290 K$.

\begin{align}\text{Noise floor}_\textrm{dBm} & = 10\ \log_{10}(1.38\times 10^{-23} \times 290 \times 10^3 )\ \textrm{dBm} + 1.5\ \textrm{dB} +10\ \log_{10}( 100\times10^6 )\ \textrm{dB} \\ & = -174\ \textrm{dBm} + 1.5\ \textrm{dB} +80\ \textrm{dB}\\ & = -92.5\ \textrm{dBm} \end{align} $$ तो इस प्राप्तकर्ता के लिए एक संकेत भी देखना शुरू करने के लिए इसे इससे बड़ा होना चाहिए $-92.5 dBm$. भ्रम पैदा हो सकता है क्योंकि ऊपर की गणना के स्तर को कभी-कभी न्यूनतम प्रत्यक्ष संकेत भी कहा जाता है ($MDS$). स्पष्टता के लिए, हम इसे प्राप्तकर्ता के शोर तल के रूप में संदर्भित करेंगे। अगले चरण को ध्यान में रखना है $SNR$ हम जिस प्रकार की पहचान का उपयोग कर रहे हैं, उसके लिए आवश्यक है। यदि हमें आवश्यक शोर तल से 10 गुना अधिक शक्तिशाली होने के लिए संकेत की आवश्यकता है $SNR$ होगा $10 dB$. वास्तविक न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत की गणना करना केवल आवश्यक जोड़ने का मामला है $SNR$ शोर तल पर:


 * $$\text{MDS}_\text{dBm}= \text{Noise floor}_\textrm{dBm}+\text{SNR}_\textrm{dB}$$

तो ऊपर के उदाहरण के लिए इसका मतलब होगा कि न्यूनतम पता लगाने योग्य संकेत है $\text{MDS}_\textrm{dBm} = -92.5\,\text{dBm}+10\,\text{dB}=-82.5\,\text{dBm}$.

उपरोक्त समीकरण कई तरीकों को इंगित करता है जिसमें प्राप्तकर्ता के न्यूनतम पता लगाने योग्य सिग्नल में सुधार किया जा सकता है। अगर कोई मानता है कि बैंडविड्थ और $SNR$ हालांकि आवेदन द्वारा तय किया गया है, फिर सुधार का एक तरीका $MDS$ प्राप्तकर्ता के भौतिक तापमान को कम करते है। यह प्राप्तकर्ता के $NF$ को कम करता है आंतरिक तापीय रूप से उत्पादित शोर को कम करके। इस प्रकार के प्राप्तकर्ता को परिशीतन प्राप्तकर्ता कहा जाता है।

शोर आंकड़ा और शोर कारक
रवांक(नॉइज़ फिगर) (NF) रव कारक(नॉइज़ फ़ैक्टर) (F) है जिसे डेसिबल में व्यक्त किया जाता है। F निविष्ट संकेत से शोर के अनुपात का संकेत (एसएनआर) का अनुपात हैi) निष्पादन संकेत से शोर के अनुपात का संकेत (SNRo). F यह निर्धारित करता है कि शोर नेटवर्क की उपस्थिति के कारण शोर के संबंध में संकेत कितना कम हो जाता है। एक बिना आवाज वाले प्रवर्धक का रव कारक F=1 होता है, इसलिए उस प्रवर्धक के लिए रवांक NF=0 dB होता है: एक बिना आवाज वाले प्रवर्धक संकेत से शोर के अनुपातको कम नहीं करता है क्योंकि संकेत और शोर दोनों नेटवर्क के माध्यम से फैलते हैं।

यदि बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) जिसमें सूचना संकेत मापा जाता है, 1 हर्ट्ज चौड़ा नहीं होता है, तो शब्द 10 लॉग10(बैंडविड्थ) व्यापक डिटेक्शन बैंडविड्थ में मौजूद अतिरिक्त शोर शक्ति की अनुमति देता है।

सिग्नल-टू-शोर अनुपात
सिग्नल-टू-शोर अनुपात (एसएनआर) वह डिग्री है जिस तक इनपुट सिग्नल पावर ब्याज की बैंडविड्थ बी के भीतर शोर शक्ति से अधिक है। कुछ डिजिटल सिस्टम के मामले में नॉइज़ फ़्लोर और सिग्नल स्तर के बीच 10 dB का अंतर आवश्यक हो सकता है; यह 10 dB SNR बिट एरर रेट (BER) को कुछ निर्दिष्ट आंकड़े (जैसे 10) से बेहतर होने की अनुमति देता है-5 कुछ क्यूपीएसके योजनाओं के लिए)। वॉयस सिग्नल के लिए आवश्यक एसएनआर 6 डीबी जितना कम हो सकता है और सीडब्ल्यू (मोर्स कोड) के लिए यह एक प्रशिक्षित श्रोता के साथ 1 डीबी अंतर (स्पर्शिक संवेदनशीलता) तक बढ़ सकता है। इस संदर्भ में प्रयोग करने योग्य का मतलब है कि यह किसी व्यक्ति या मशीन द्वारा डिकोडिंग के लिए पर्याप्त जानकारी देता है जिसमें त्रुटि के स्वीकार्य और परिभाषित स्तर होते हैं।