有幾個相似但有點不同的術語表示有用信号和不需要的噪聲之間的比率。這些術語幾乎讓每個人都感到困惑。我将嘗試解釋這些術語的概念和實際意義（希望如此）。在許多情況下，如果您了解使用這些術語的使用目的（在何種上下文中使用），将會更容易理解它們。

SNR代表“信噪比”。它的含義幾乎是不言自明的，它不需要太多解釋。它隻是信号功率和噪聲功率的比率，如下面以數學形式描述的：

SNR信噪比的數學表示

SNR也可以以圖形形式表示，如下圖所示：

信噪比的圖形表示

如果以dB刻度表示，SNR可以是正值和負值。負SNR意味着信号功率低于噪聲功率。您可能認為在負SNR條件下通信是不可能的，但實際上存在通信系統（技術），其被設計成主要在這種條件下工作（例如，CDMA，WCDMA）。

這是因為SNR是表示信号質量的最重要指标之一。您可能認為信号功率是信号質量的最重要因素，但理論上信号功率本身并不意味着它能表示信号質量，這有助于您預測通信系統會發生多少錯誤。即使您的信号功率非常強，如果噪聲功率也很高，您也不會獲得良好的通信結果（低誤差或無誤差）。相反，即使信号功率非常低，如果噪聲功率遠低于信号功率，也可以獲得良好的通信結果。這就是為什麼在大多數通信教科書或大多數測量過程中，SNR而不是絕對信号功率被用作通信質量的評估/測試标準。

您可以使用頻譜分析儀對某個信号的SNR進行粗略估計，但它可能不像聽起來那麼容易準确測量的SNR，因為理想情況下，這個測量應該在1 Hz的RBW下進行。

但是，如果必須在通信設備（而不是測試設備）中測量SNR，則不能使用與使用頻譜分析儀測量相同的方法。在這種情況下，該設備使用非常複雜的信号處理算法來估計SNR，并且該方法本身傾向于根據不同的通信技術而不同。

SNR如何影響系統的性能（特别是在傳輸系統的接收器上）？我認為以下章節會讓您直觀地了解這一點。如您所見，随着SNR的降低，信号質量變得更差（噪聲水平更高）。結果，誤碼率（BER）将增加，靈敏度将降低。 （注意：此示例中添加的噪聲為AWGN。有關SNR和AWGN之間關系的詳細信息我們後面會進行講解）。

在下面的圖中，紅點表示幾乎沒有誤差的理想星座，黑點表示每個具有噪聲幹擾的數據點的統計位置。可以說，紅點越遠黑點，就會出現更高的可能錯誤（誤碼率）。在此示例中，您将看到三種QAM星座的情況，并且每種情況都會因不同的SNR而出現錯誤。你會注意到随着信噪比的降低，星座的傳播範圍變寬了。這意味着：具有相同的調制方案，随着SNR越來越低，誤差的可能性越來越高。如果您不熟悉這種概念，請多花一些時間，直到您理解這個概念。

不同的SNR對星座點的影響

現在讓我們以更加定量的方式描述SNR和誤碼率之間的關系。如果您有機會獲得有關通信技術的文章或論文/論文（尤其是與發射器，接收器技術相關的任何内容），您可能會看到右下圖所示的圖。但是，如果您是這個領域的新手，那麼這些圖的解釋可能似乎并不清楚。

下面圖示中的星座基于LTE物理層規範。 SNR和精确BER之間的确切定量關系将根據每個通信系統設計而變化，但是這裡解釋的總體邏輯适用于任何系統。

首先，看看頂部軌迹上的星座系列。您可以看到不同調制（BPSK，QAM，16QAM，64QAM，256 QAM）但SNR相同的情況。您會注意到，即使使用相同的SNR，随着調制深度的增加，您也會獲得更高的誤差概率。我希望這聽起來很清楚。該頂部軌迹表示底部圖中的一系列圖形上的單個點，如綠色箭頭所示。請給您自己多一點時間，直到您清楚地理解這一點。

在一定的SNR條件下（SNR=30dB）星座圖與誤碼率之間的關系

現在讓我們将SNR降低5 dB。在頂部軌迹上，您會注意到星座上的誤差範圍變寬，您會看到繪圖上的誤碼率增加。

在一定的SNR條件下（SNR=25dB）星座圖與誤碼率之間的關系

現在讓我們将SNR再降低5 dB。在最上面的軌迹上，你會注意到星座上的誤差範圍變得更大，你會看到比特誤差的速率在圖上增加得更多。

在一定的SNR條件下（SNR=20dB）星座圖與誤碼率之間的關系

現在讓我們将SNR再降低5 dB。在最上面的軌迹上，你會注意到星座上的誤差範圍變得更大，你會看到比特誤差的速率在圖上增加得更多。

在一定的SNR條件下（SNR=15dB）星座圖與誤碼率之間的關系

現在你會看到這個例子中的任何趨勢嗎？即使具有完全相同的星座圖，基于SNR的誤碼率也會增加或減少。許多人傾向于認為誤差率是由發射機功率和接收功率決定的，但實際上絕對功率并不重要，真正重要的是SNR。然而，在實踐中，包括我在内的許多人将發射器或接收器功率作為SNR的間接指示器，基于“BIG ASSUMPTION（簡單假設）”，噪聲水平已知（甚至大緻），并且當您增加或減少功率時噪聲水平不會改變。如果這個BIG ASSUMPTION成立，如果你增加發射機功率，你可能會說SNR會比發射機功率低時更好。如果你有更高的接收功率，你可能會說SNR會比降低接收功率的情況好。但是，不要盲目地将此規則應用于任何準确的分析或故障排除工作中。如果您需要非常精确的誤碼分析分析，則需要檢查信号路徑上每個組件的SNR。我知道這是一項巨大的工作，這也是使用大量高端測試設備校準高精度測試設備（例如，一緻性測試系統）需要那麼長時間的原因之一。

如您所見，您可能已經注意到SNR與BER（誤碼率）緊密相關。你可能已經看到了一種總體趨勢如下：

i）在相同的調制深度下，在低SNR時會出現高BER（性能不佳），在高SNR時會出現低BER（良好性能）

ii）在相同的SNR下，在低調制深度下，您将獲得高調制深度的BER（低性能）要低的BER（良好性能）

然而，在現代通信中，使用各種信道編碼和糾錯技術來校正一定程度的BER。因此，如果您在糾錯後測量錯誤率，您可能會看到比沒有糾錯的情況低得多的錯誤率。通常将誤差校正後的誤差率測量為稱為BLER（BLock誤差率）的規格參數。但是，即使使用這種糾錯過程，您也無法修複所有錯誤。因此，下面的總體趨勢仍然适用于BLER測量。

i）在相同的調制深度下，在低信噪比（SNR）時會出現高BLER（性能不佳），在高信噪比（SNR）時會出現低BLER（良好性能）

ii）在相同的SNR下，在低調制深度下，您将獲得比高調制深度的BLER（性能不佳）要低的BLER（良好性能）

SNR和BLER之間的确切相關性可以根據使用何種信道編碼和糾錯而變化。下圖顯示了LTE PDSCH的SNR與BLER的關系的良好示例（參考相關文獻，這是最多支持64 QAM的系統數據，如果您使用支持256 QAM的系統進行測量，您會看到不同的圖表）。

PDSCH的SNR與BLER的關系

SINAD（信與噪聲和失真比，Signal to Noise And Distortion Ratio，信納比）

與SNR類似，還有另一個名為SINAD（信納比）的指标。它的定義如下所示。它表示總能量（想要的 不想要的）和不想要的信号功率之比。由于分子是定義中的總功率，因此以dB為單位的值始終為正。

信納比(SINAD或S/(N D))指的是信号幅度均方根與所有其它頻譜成分(包括諧波但不含直流)的和方根(rss)的平均值之比。

SINAD和SNR

在大多數RF區域，我們更頻繁地使用SNR，在某些區域，如音頻信号分析，我們傾向于更頻繁地使用SINAD。

我們經常對SNR和SINAD感到困惑，并且難以理解SNR和SINAD之間的差異。如下所述，有關參考文獻對此進行了詳細解釋。

信号噪聲比（SNR，或有時稱為SNR-無諧波）是根據與SINAD相同的FFT數據計算出來的，除了信号諧波從計算中排除，隻留下噪聲項。在實踐中，隻需要排除前5個諧波，因為它們占主導地位。 SNR圖在高輸入頻率下會降低，但由于排除了諧波項，因此通常不會像SINAD那樣快。

如上所述，主要區别在于是否在計算中包括“失真”。可以在時域中更直觀地理解失真。如果将失真信号轉換為頻域，則失真以諧波的形式出現。因此就頻域而言，SNR和SINAD之間的主要區别在于是否在計算中包含了諧波。

SINR代表信号幹擾加噪聲比，定義如下（我希望這張圖片可以解釋一切）。簡單地說，SINR是信号（所需信号）與不需要的噪聲之比。不需要的噪聲包括所有外部幹擾和内部産生的噪聲。

SNR和SINR的關系

示例1：實際LTE網絡中的SNR（SINR）與吞吐量的關系

下圖是來自驅動器測試工具Azenqos Drive Test工具（AZQ Android）捕獲的數據。這個圖是由AZQ報告工具自動生成的，我隻是在圖表上做了一些美化。

實際LTE網絡中的SNR（SINR）與吞吐量的關系

這是顯示SINR和吞吐量之間相關性的真實測量。如您所見，随着SNR（SINR）的增加，吞吐量呈指數增長。換句話說，随着SNR降低，吞吐量将呈指數下降。如果網絡不改變碼率（即，MCS），則吞吐量降低将歸因于接收器處的解碼失敗（即，UE處的解碼失敗），然而在實際網絡中UE周期性地向eNB和eNB報告CQI以改變碼率。根據（即，随着CQI值變低而降低MCS并且這導緻較小的傳輸塊大小），因此該吞吐量變化将歸因于以較低的傳輸塊大小傳輸數據。

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