「CN比」及び「C/N」はこの項目へ転送されています。炭素と窒素の比率については「C/N比」をご覧ください。
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出典検索?: "SN比"
SN比(エスエヌひ)は、通信理論ないし情報理論あるいは電子工学などで扱われる値で、信号 (signal) と雑音 (noise) の比である。
信号雑音比 (signal-noise ratio) または 信号対雑音比 (signal-to-noise ratio) の略。SNR、S/Nとも略す。S/N比と書くのは/が比を意味するため,比が二重になり間違いである[1]。
desired signal to undesired signal ratio、D/U ratio ともいう。
SN比が高ければ伝送における雑音の影響が小さく、SN比が小さければ影響が大きい。SN比が大きいことをSN比がよい、小さいことを悪いとも言う。 SN比で考える信号と雑音の定義は、何に着目しているかによる。見方によっては、通常「雑音」とされている成分に着目する場合など、逆転することさえありうる。雑音は確率過程とも限らない。 また、考えるのは、真の信号S と真の雑音N の分散である。真の値が得られず測定値しかない場合は、不偏分散で代用する必要がある(データ数が多い場合はほとんど影響しないが)。実測されるのは S +N であり、これと S を混同しない注意も必要である。 数式では S / N = P S P N = ( A S A N ) 2 , {\displaystyle S/N={\frac {P_{\mathrm {S} }}{P_{\mathrm {N} }}}=\left({\frac {A_{\mathrm {S} }}{A_{\mathrm {N} }}}\right)^{2},} PS = 信号電力、PN = 雑音電力、AS = 信号電圧(電流)の実効値、AN = 雑音電圧(電流)の実効値 と表される。分散は電気工学では交流成分の電力(パワー)となるので、P で表している。平均値に相当する直流成分を除いた、交流成分のみを考慮する。A は偏差の実効値(二乗平均平方根)で、電気工学では交流成分の電流または電圧になる。 分野や物理量に関わらず電力やパワーと呼び P で表すことが多いが、実際は電力とは限らず、たとえば映像では輝度であり、測定では長さや質量などさまざまな物理量でありうる。 よく使われる値の対比dB電力比電流比 多くの信号はダイナミックレンジが非常に広いので、通常SN比は常用対数(10を底にした対数)で表現される。ただし、単位にはデシベル (dB) を使うので、常用対数の10倍の数値になる。電流比率で考えれば20倍である。 [ S / N ] d B = 10 log 10 P S P N = 20 log 10 A S A N {\displaystyle [S/N]_{\mathrm {dB} }=10\log _{10}{\frac {P_{\mathrm {S} }}{P_{\mathrm {N} }}}=20\log _{10}{\frac {A_{\mathrm {S} }}{A_{\mathrm {N} }}}} 伝送路の通信路容量は、ノイズが正規分布の場合、シャノン=ハートレーの定理より C ≤ B log 2 ( 1 + S N ) {\displaystyle C\leq B\log _{2}\left(1+{\frac {S}{N}}\right)} で表される。B は帯域幅である。等号は通信方式が理想的な場合に成り立つ。 SN比が高いほど通信効率がよくなる。また S ≫ N {\displaystyle S\gg N} ならば C ≤ 0.332 [ S / N ] d B B {\displaystyle C\leq 0.332[S/N]_{\mathrm {dB} }B} と表せ、通信効率はSN比をデシベルで表した値に比例する。 SN比以外にも、信号と雑音の比率を表す方法がある。 「信号」を搬送波とした場合は、搬送波対雑音比(Carrier to noise ratio)あるいは C/N (シーエヌ、CN比、CNR とも)といい、デジタル信号伝送では主にこちらを使う。 搬送波と干渉波の比率を搬送波対干渉波比 最大電力と雑音の比率をピーク信号対雑音比(PSNR: Peak signal-to-noise ratio)と呼ぶ。 1ビット当たりの信号電力と雑音密度の比をEb/N0 SN比の計算式において、雑音電力の項に機器が生じる歪み電力を加えたものをSINADと呼ぶ。受信機(特にFM)の出力雑音を表すために用いる。
定義
単位(デシベル)
011
3.01021.414
6.02142
10103.162
2010010
4010000100
6010000001000
9010億31623
SN比と通信効率
その他の信号対雑音比
搬送波対雑音比(CN比)
搬送波対干渉波比(CI比)
ピーク信号対雑音比(PSNR)
Eb/N0
SINAD
脚注^ Denki denshi keisoku kogaku.
^ 田口玄一 編『統計解析』丸善、1966年。
参考文献
田口, 玄一『 ⇒統計解析』(改訂新版)丸善、1972年。全国書誌番号:69005496
関連項目
ノイズ
量子化雑音
SNDR
音質
明瞭度
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