Про C/No и SNR на пальцах
Данный пост писался для обяснения самому себе разницы в понятиях. На работе пришлось заниматься оценкой отношения сигнал-шум в GNSS приемнике, перелопатил некое количество разной мутной литературы. Постараюсь сделать краткую и ясную выдержку. Может быль кому-нибудь тоже пригодится.
Существует несколько способов оценки качества принятого сигнала. Тут мы будем говорить о С/No (иногда CN0) и SNR. Путать их не следует, это не одно и тоже, хотя их можно взаимозаменять.
C/No -- carrier-to-noise density ratio -- отношение принятой мощности несущей к спектральной плотности собственного шума приемника [1]. Единица измерения Вт/(Вт/Гц), следовательно Гц, но поскольку мы привыкли выражать подобные отношения через децибеллы, то вводится составная еденица измерения (в англоязычной литературе) dB-Hz (dB.Hz, dBHz) [2].
Итак, у нас есть некая принятая мощность на антенне приёмника, но тракт приемника содержит компоненты, каждый из которых вносит тепловые шумы в принятый сигнал (гуглить Friis' formula). Это шум выражается спектральной плотностью его мощности, т.е. насколько сильный шум вносит сам приемник на кажый герц полосы пропускания. Другими словами, знаменатель (No) может нам сказать о способностях данного приемника (на сколько он качественно сделан) принимать сигнал определенной мощности (С) в числителе. Следует также учитывать тепловые шумы источника сигнала (антенны).
При постоянной мощнсти сигнала, мы говорим о GNSS, значение C/No может изменяться от приемника к приемнику. Типовые значения 35-50 dB-Hz в зависимости от угла склонения спутника [3].
SNR -- signal-to-noise ratio -- чаще встречающаяся величина, как правило отношение мощности ожидаемого сигнала к мощности шумов окружающих приемник (составной частью этих шумов также явлется тепловые шумы компонентов системы). Выражается в знакомых dBW (или dBm). Вообще, каждый производитель приемника может считать этот параметр по своему.
Если C/No зависит от "железной" реализации приемного тракта GNSS ресивера, то SNR зависит скорее от алгоритмов поиска (aquisition) и слежения (tracking) спутникового сигнала. Например, увеличив время интеграции можно добиться лучших значений SNR.
Еще одно отличие этих параметров в том, что SNR учитывает мощность шумов, пролезших через фронтэнд приемника, в то время как C/No подразумевает, что ширина полосы шума бесконечна (поэтому используем спектральную плотность) [3]
C/No и SNR связаны между собой и одно может быть выражено через другое. Формула, связывающаяя SNR и C/No выглядит следующим образом: C/No [dB-Hz] = SNR [dB] + 10lg((2*NBW)/(Fs*t)), где NBW -- noise bandwidth, Fs -- частота сэмплирования, t -- время накопления сэмплов [3]. Пояснение про NBW (или Equivalent NBW): это характеристика приёмника (фронтэнда) -- ширина полосы шумов, которая связана с шириной полосы пропускания сигнала, через который также лезет и шум [4].
Источники:
1. https://en.wikipedia.org/wiki/Carrier-to-receiver_noise_density
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Decibel
3. http://www.insidegnss.com/auto/sepoct09-gnss-sol.pdf
4. http://www.jensign.com/noisebandwidth/index.html
5. http://www.gpssource.com/faqs/15