S/N or SNR (signal-to-noise ratio) ; 신호 대 잡음비

아날로그디지털 통신에서, 신호 대 잡음비, 즉 S/N은 신호 대 잡음의 상대적인 크기를 재는 것으로서, 대개 데시벨이라는 단위가 사용된다.

여기서, 들어오는 신호의 세기(단위는 마이크로볼트)를 Vs라 하고, 잡음을 Vn이라 하면(이것도 단위는 역시 마이크로볼트), 신호 대 잡음비는 아래와 같은 공식으로 표현된다.

S/N = 20 log10(Vs/Vn)

이때 만약 Vs = Vn 이면, S/N = 0 이 된다. 이 경우에는 잡음의 수준이 신호와 심하게 맞서기 때문에, 신호경계를 읽을 수 없게 된다. 따라서, 디지털 통신에서는 이 경우에 아마도 데이터 속도의 저하가 생기게 되는데, 그 이유는 빈번한 에러로 인해 데이터 패킷 중 일부를 재전송해야하기 때문이다.

가장 이상적인 것은, Vs가 Vn 보다 커서 S/N이 양수가 되는 경우이다. 한 예로서, Vs = 10.0이고 Vn = 1.00이라고 가정하면,

S/N = 20 log10(10.0) = 20.0 dB

로서 신호를 명확하게 읽을 수 있게 된다. 만약 신호가 매우 약하지만, 그래도 잡음보다 우위에 있다면 (이를테면 1.3 마이크로볼트라든가)

S/N = 20 log10(1.30) = 2.28 dB

로서 한계 상황을 맞게 된다. 이러한 상황하에서는 어느정도의 데이터 속도저하가 일어날 수 있다.

만약 Vs가 Vn 보다 적으면, S/N은 음수가 된다. 이러한 경우에는, 수신하는 컴퓨터나 터미널에서 신호수준을 증가시키거나 또는 잡음수준을 감소시키는 조치를 취하지 않는 한, 일반적으로 신뢰성 있는 통신이 불가능하다.

통신기술자들은 항상 S/N 비율을 최대화시키기 위해 노력한다. 전통적으로, 이것은 원하는 데이터 속도에 수신시스템의 대역폭을 가능한한 일치시키는 노력을 통해 달성되어 왔다. 그러나, 또다른 방법들이 있다. 몇몇 경우에서는, 대역확산 기술이 시스템 성능을 증가시킬 수 있다. S/N 비율은 필요하다면, 원천신호에 더 높은 수준의 신호출력을 제공함으로써 증가될 수 있다. 전파 망원경과 같은 몇몇 고수준 시스템에서는, 수신회로의 온도를 절대온도(-273℃)에 근접하도록 낮춤으로써 내부 잡음을 최소화시킨다. 무선시스템에서는, 송수신 안테나의 성능을 항상 최적화하는 것이 중요하다.


이 정보는 1999년 12월 29일에 수정되었으며, 노근배님께서 도움을 주셨습니다.
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