什麼是信噪比?
“信噪比”或簡稱 SNR,是一個指標,用於描述**無線通道噪聲(干擾)存在時訊號的效能。線上性尺度上,SNR 是訊號功率與噪聲功率之比**。無線通道從來都不是無噪聲的。
始終存在訊號必須克服才能成功到達接收機的噪聲底限。因此,在接收機處,我們不僅接收傳輸的訊號。我們擁有傳輸訊號的噪聲或新增噪聲的版本。
下面是 SNR 的示例

SNR 公式
$$SNR=\frac{訊號功率}{噪聲功率}$$
$$SNR(dB)=10log_{10}(\frac{訊號功率}{噪聲功率})$$
SNR 的關鍵特性
信噪比簡稱 SNR,用於衡量無線通道噪聲的訊號效能。
無線通道噪聲從來都不是無噪聲的。
線上性尺度上,SNR 是訊號功率與噪聲功率之比。
SNR 能提供哪些資訊?
當訊號功率下降到某個閾值以下時,接收機無法忠實地檢測和解碼它。**這就是 SNR 所告知我們的資訊**。它告訴我們與通道噪聲相比,訊號的強度。正 SNR 表示訊號功率大於噪聲功率,而負 SNR 表示相反的情況。
通常的做法是用基於對數的分貝 (dB) 刻度表示 SNR。當線上性尺度(絕對值)和 dB 刻度上表示時,SNR 本質上是無量綱的。
無線通道是有噪聲的,並且不同的通道具有不同的噪聲水平(以及噪聲輪廓/機率密度函式 (PDF))。因此,每當比較不同系統的 SNR 時,都很難獲得被比較的 SNR 的方便的單一圖形表示。
示例
假設四個不同系統的測量 SNR 分別為 100、500、1000 和 5000
讓我們看看下面 SNR 的表示式 -
$$SNR(dB)=10log_{10}(\frac{S_{p}}{N_{p}})$$
其中 SP 表示訊號功率,NP 表示噪聲功率。
線上性和絕對尺度上表示 SNR
| S/M | SNR(Abs) | SNR(dB) |
|---|---|---|
| 1 | 100 | 20 |
| 2 | 70 | 18.45098 |
| 3 | 1000 | 30 |
| 4 | 10000 | 40 |
| 5 | 500 | 26.9897 |

理解 SNR 幅度
讓我們看看無線通道的 25 dB SNR 表示什麼。
$$25dB=10log_{10}(\frac{S_{p}}{N_{p}})$$
$$log_{10}(\frac{S_{p}}{N_{p}})=2.5$$
$$(\frac{S_{p}}{N_{p}})=10^{2.5}\approx\:316.22$$
因此,我們可以觀察到訊號與噪聲功率之比為 31.622,這表明訊號功率幾乎比噪聲功率強 32 倍,因此訊號不會淹沒在噪聲中。
SNR 的理想值
沒有固定值,但它會根據通道環境而變化。如果通道噪聲太大,則需要較高的 SNR。
0 dB SNR
當訊號功率和噪聲功率相等時,SNR 為 0 dB。這是最糟糕的情況。不幸的是,接收機無法檢測和解碼訊號。讓我們看看下面這種情況 -
$$SNR(dB)=10\:log_{10}(\frac{S_{p}}{N_{p}})=10\:log_{10}(\frac{N_{p}}{N_{p}})=0$$
當訊號功率等於噪聲功率時,SNR 為 0 dB。任何包括 0 dB 及低於此值的 SNR 值都被認為更糟糕。
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