दूरसंचार में सिग्नल की ताकत

"Signal strength" redirects here. Not to be confused with Signal strength (physics).

दूरसंचार में, विशेष रूप से रेडियो फ्रीक्वेंसी इंजीनियरिंग में, सिग्नल स्ट्रेंथ ट्रांसमीटर बिजली उत्पादन को संदर्भित करता है जैसा कि ट्रांसमिटिंग एंटीना से दूरी पर संदर्भ एंटीना द्वारा प्राप्त किया जाता है। नाममात्र शक्ति | उच्च-शक्ति वाले प्रसारण, जैसे प्रसारण में उपयोग किए जाने वाले, डेसिबल-मिलीवोल्ट प्रति मीटर (dBmV/m) में व्यक्त किए जाते हैं। बहुत कम बिजली वाले सिस्टम, जैसे कि चल दूरभाष के लिए, सिग्नल की शक्ति आमतौर पर डेसिबल-microvolt ्स प्रति मीटर (dBμV/m) या एक वाट (यूनिट) (dBm) के संदर्भ स्तर से ऊपर डेसिबल में व्यक्त की जाती है। प्रसारण शब्दावली में, 1 mV/m 1000 μV/m या 60 डेसीबल#रेडियो शक्ति, ऊर्जा और क्षेत्र शक्ति|dBμ (अक्सर dBu लिखा जाता है) है।

उदाहरण

• 100 dBμ या 100 mV/m: कुछ रिसीवर्स पर कंबल इंटरफेरेंस हो सकता है
• 60 dBμ या 1.0 mV/m: अक्सर उत्तरी अमेरिका में एक रेडियो स्टेशन के संरक्षित क्षेत्र का किनारा माना जाता है
• 40 dBμ या 0.1 mV/m: न्यूनतम शक्ति जिस पर एक स्टेशन को अधिकांश रिसीवरों पर स्वीकार्य गुणवत्ता के साथ प्राप्त किया जा सकता है

औसत विकीर्ण शक्ति से संबंध

एक विशिष्ट बिंदु पर विद्युत क्षेत्र की ताकत को ट्रांसमिटिंग एंटीना, इसकी ज्यामिति और विकिरण प्रतिरोध को दी गई शक्ति से निर्धारित किया जा सकता है। फ्री-स्पेस ऑप्टिकल संचार में सेंटर-फेड हाफ-वेव द्विध्रुवीय एंटीना के मामले पर विचार करें, जहां कुल लंबाई एल एक आधे वेवलेंथ (λ/2) के बराबर है। यदि पतले कंडक्टरों से निर्मित किया जाता है, तो वर्तमान वितरण अनिवार्य रूप से साइनसोइडल होता है और विकिरण विद्युत क्षेत्र द्वारा दिया जाता है

लंबाई के एंटीना पर वर्तमान वितरण $\scriptstyle {L}$ एक आधा तरंग दैर्ध्य के बराबर ($\scriptstyle {\lambda /2}$).

:$E_{\theta }(r)={-jI_{\circ } \over 2\pi \varepsilon _{0}c\,r}{\cos \left(\scriptstyle {\pi \over 2}\cos \theta \right) \over \sin \theta }e^{j\left(\omega t-kr\right)}$

कहाँ $\scriptstyle {\theta }$ ऐन्टेना अक्ष और वेक्टर के बीच अवलोकन बिंदु के बीच का कोण है, $\scriptstyle {I_{\circ }}$ फीड-पॉइंट पर पीक करंट है, $\scriptstyle {\varepsilon _{0}\,=\,8.85\times 10^{-12}\,F/m}$ मुक्त स्थान की पारगम्यता है, $\scriptstyle {c\,=\,3\times 10^{8}\,m/S}$ निर्वात में प्रकाश की गति है, और $\scriptstyle {r}$ मीटर में एंटीना की दूरी है। जब एंटीना को व्यापक रूप से देखा जाता है ($\scriptstyle {\theta \,=\,\pi /2}$) विद्युत क्षेत्र अधिकतम होता है और इसके द्वारा दिया जाता है

$\vert E_{\pi /2}(r)\vert ={I_{\circ } \over 2\pi \varepsilon _{0}c\,r}\,.$

पीक करंट यील्ड के लिए इस फॉर्मूले को हल करना

$I_{\circ }=2\pi \varepsilon _{0}c\,r\vert E_{\pi /2}(r)\vert \,.$

एंटीना की औसत शक्ति है

${P_{avg}={1 \over 2}R_{a}\,I_{\circ }^{2}}$

कहाँ $\scriptstyle {R_{a}=73.13\,\Omega }$ केंद्र-पोषित हाफ-वेव एंटीना का विकिरण प्रतिरोध है। के लिए सूत्र को प्रतिस्थापित करना $\scriptstyle {I_{\circ }}$ के लिए एक में $\scriptstyle {P_{avg}}$ और अधिकतम विद्युत क्षेत्र पैदावार के लिए हल करना

$\vert E_{\pi /2}(r)\vert \,=\,{1 \over \pi \varepsilon _{0}c\,r}{\sqrt {P_{avg} \over 2R_{a}}}\,=\,{9.91 \over r}{\sqrt {P_{avg}}}\quad (L=\lambda /2)\,.$

इसलिए, यदि अर्ध-तरंग द्विध्रुव एंटेना की औसत शक्ति 1 mW है, तो 313 m (1027 ft) पर अधिकतम विद्युत क्षेत्र 1 mV/m (60 dBμ) है।

लघु द्विध्रुव के लिए ($\scriptstyle {L\ll \lambda /2}$) वर्तमान वितरण लगभग त्रिकोणीय है। इस मामले में, विद्युत क्षेत्र और विकिरण प्रतिरोध हैं

$E_{\theta }(r)={-jI_{\circ }\sin(\theta ) \over 4\varepsilon _{0}c\,r}\left({L \over \lambda }\right)e^{j\left(\omega t-kr\right)}\,,\quad R_{a}=20\pi ^{2}\left({L \over \lambda }\right)^{2}.$

उपरोक्त के समान एक प्रक्रिया का उपयोग करते हुए, केंद्र-पोषित लघु द्विध्रुव के लिए अधिकतम विद्युत क्षेत्र है

$\vert E_{\pi /2}(r)\vert \,=\,{1 \over \pi \varepsilon _{0}c\,r}{\sqrt {P_{avg} \over 160}}\,=\,{9.48 \over r}{\sqrt {P_{avg}}}\quad (L\ll \lambda /2)\,.$

आरएफ सिग्नल

यद्यपि वैश्विक स्तर पर कई देशों में सेल फोन बेस स्टेशन टॉवर नेटवर्क हैं, फिर भी उन देशों के भीतर कई क्षेत्र ऐसे हैं जिनका अच्छा स्वागत नहीं है। कुछ ग्रामीण क्षेत्रों को कभी भी प्रभावी ढंग से कवर करने की संभावना नहीं है क्योंकि केवल कुछ ग्राहकों के लिए सेल टावर लगाने की लागत बहुत अधिक है। उच्च सिग्नल शक्ति वाले क्षेत्रों में भी, बेसमेंट और बड़ी इमारतों के अंदरूनी हिस्सों में अक्सर खराब स्वागत होता है।

कमजोर सिग्नल की शक्ति शहरी क्षेत्रों में स्थानीय टावरों से सिग्नल के विनाशकारी हस्तक्षेप या कुछ इमारतों में उपयोग की जाने वाली निर्माण सामग्री के कारण सिग्नल की शक्ति के महत्वपूर्ण क्षीणन के कारण भी हो सकती है। गोदामों, अस्पतालों और कारखानों जैसी बड़ी इमारतों में अक्सर बाहरी दीवारों से कुछ मीटर की दूरी पर कोई उपयोगी संकेत नहीं होता है।

यह उन नेटवर्कों के लिए विशेष रूप से सच है जो उच्च आवृत्ति पर काम करते हैं क्योंकि इन्हें हस्तक्षेप करने वाली बाधाओं से अधिक क्षीण किया जाता है, हालांकि वे प्रतिबिंब (भौतिकी) का उपयोग करने में सक्षम होते हैं और बाधाओं को दूर करने के लिए विवर्तन करते हैं।

अनुमानित प्राप्त सिग्नल शक्ति

एक सक्रिय आरएफआईडी टैग में अनुमानित प्राप्त सिग्नल शक्ति का अनुमान निम्नानुसार लगाया जा सकता है:

$\mathrm {dBm_{e}} =-43.0-40.0\ \log _{10}\left({\frac {r}{R}}\right)$

सामान्य तौर पर, आप पथ हानि को ध्यान में रख सकते हैं:

$\mathrm {dBm_{e}} =-43.0-10.0\ \gamma \ \log _{10}\left({\frac {r}{R}}\right)$

Parameter	Description
dBme	Estimated received power in active RFID tag
−43	Minimum received power
40	Average path loss per decade for mobile networks
r	Distance mobile device - cell tower
R	Mean radius of the cell tower
γ	Path loss exponent

प्रभावी पथ हानि रेडियो आवृत्ति, स्थलाकृति और पर्यावरणीय परिस्थितियों पर निर्भर करती है।

दरअसल, कोई भी ज्ञात सिग्नल पावर dBm का उपयोग कर सकता है₀ किसी भी दूरी पर आर₀ संदर्भ मे:

$\mathrm {dBm_{e}} =\mathrm {dBm} _{0}-10.0\ \gamma \ \log _{10}\left({\frac {r}{r_{0}}}\right)$

दशकों की संख्या

$\log _{10}(R/r)$ दशकों की संख्या का अनुमान देगा, जो 40 dB/दशक की औसत पथ हानि के साथ मेल खाता है।

सेल त्रिज्या का अनुमान लगाएं

जब हम सेल की दूरी r मापते हैं और शक्ति प्राप्त करते हैं dBm_m जोड़े, हम माध्य सेल त्रिज्या का अनुमान निम्नानुसार लगा सकते हैं:

$R_{e}=\operatorname {avg} [\ r\ 10^{(\mathrm {dBm_{m}} +43.0)/40.0}\ ]$

विशिष्ट गणना मॉडल एक नए सेल टॉवर के स्थान की योजना बनाने के लिए मौजूद हैं, स्थानीय परिस्थितियों और रेडियो उपकरण मापदंडों को ध्यान में रखते हुए, साथ ही साथ यह विचार करते हुए कि बेतार तंत्र में लाइन-ऑफ़-विज़न प्रचार है, जब तक कि प्रतिबिंब न हो।

यह भी देखें

• सेल-फाई
• सेल नेटवर्क
• सेलफोन
• सेलुलर पुनरावर्तक
• ड्रॉप्ड कॉल
• मृत क्षेत्र (सेल फोन)
• फ्री स्पेस में फील्ड स्ट्रेंथ
• फील्ड स्ट्रेंथ मीटर
• प्राप्त संकेत शक्ति संकेत
• एस मीटर
• सिग्नल (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग)
• मोबाइल फोन सिग्नल
• कवरेज (दूरसंचार)

बाहरी संबंध

• Global map of cell phone signal by network. Based on crowdsourced data.
• Crowd sourced map of cell and wifi signals. Data release under the Open Database License.