SNR(신호대잡음비) 란?

신호 품질을 평가하는 항목으로 SNR이 있습니다.

이 SNR은 Signal-to-noise ratio의 약어로 S/N으로 표기하기도 합니다.

한글 번역 그대로 노이즈 전력 대비 신호 전력 세기 비율을 의미합니다.

 

1. SNR 계산

 앞서 말씀드린 대로 SNR은 노이즈 전력 대비 신호 전력 세기 비율입니다.

이 비율을 dB로 바꾸게 되면 아래와 같습니다.

여기서 Signal과 Noise 신호를 전력 Watt가 아닌 전압 V로 표기할 경우 아래와 같이 20log를 취하게 됩니다.

 

자, [그림1]과 같이 Spectrum analyzer에 찍힌 신호가 아래와 같다고 해봅시다.

Noise Power는 -90dBm, Signal Power가 -60dBm인 경우 SNR는 30dB 입니다.

[그림1] Noise Floor, Signal 그리고 SNR

출처 : https://ttistoryy.tistory.com/

 

2. SNR이 가지는 의미

 SNR은 노이즈 전력 대비 신호 전력 세기의 비율입니다.

 

 1) SNR < 1 (SNR_dB < 0dB)의 경우

 신호의 전력이 노이즈 전력보다 작다는 뜻입니다.

이러한 상황에서는 신호가 노이즈에 파묻혀 신뢰성 있는 통신이 불가능하며,

신호 레벨을 높이거나 노이즈 레벨을 낮추어 신호가 노이즈대비 구분 가능한 상황인

P_signal>P_noise (SNR>1, SNR_dB>0dB)로 만들어야 합니다.

 

 2) SNR > 1 (SNR_dB > 1dB)인 경우

신호 전력이 노이즈 전력보다 크다는 뜻입니다.

SNR이 높을수록 신호가 명확하고 검출이 쉽습니다.

반면 SNR이 낮아질수록 원하는 신호와 노이즈를 구분하기 어려워져 네트워크 성능에 영향을 줄 수 있습니다.

낮은 SNR에서 Signal에 실린 데이터가 유실되어 재전송되는 과정에서

Throughput아 감소하고 Latency가 증가할 수 있습니다.

 

3. SNR의 활용

- 신호 품질을 평가하는 항목의 하나로 사용됩니다.

- Noise Factor (Noise Figure) 계산 시 input 단 SNR과 output 단 SNR을 이용한다.

- Shannon_Hartley 이론에서 아래와 같이 SNR값을 이용하여 Channel capacity(=Data rate)가 계산되고,

 이를 베이스로 전체적 설계를 시작할 수 있습니다.

 

4. 결론

- SNR은 노이즈 전력 대비 신호 전력 세기의 비율이다,.

- SNR은 높을수록 신호 품질이 좋다.