В криптографии псевдослучайный шум ( PRN [1] ) — это сигнал , похожий на шум , который удовлетворяет одному или нескольким стандартным тестам на статистическую случайность . Хотя , кажется, что у него нет какой-либо определенной закономерности , псевдослучайный шум состоит из детерминированной последовательности импульсов , которая будет повторяться после своего периода. [2]
В криптографических устройствах псевдослучайный шаблон шума определяется ключом , а период повторения может быть очень большим, даже миллионы цифр.
Псевдослучайный шум используется в некоторых электронных музыкальных инструментах , как сам по себе, так и в качестве входного сигнала для субтрактивного синтеза , а также во многих машинах, генерирующих белый шум .
В системах с расширенным спектром приемник коррелирует локально сгенерированный сигнал с полученным сигналом . Такие системы с расширенным спектром требуют набора из одного или нескольких «кодов» или «последовательностей», таких что
В системе с расширенным спектром прямой последовательности каждый бит в псевдослучайной двоичной последовательности называется чипом , а обратная величина его периода — скоростью чипа ; сравните скорость передачи битов и скорость передачи символов .
В последовательности с расширенным спектром с перестройкой частоты каждое значение в псевдослучайной последовательности известно как номер канала , а обратная величина его периода — как скорость перестройки . Часть 15 правил FCC требует наличия не менее 50 различных каналов и не менее 2,5 Гц скорости перестройки для систем с узкополосной перестройкой частоты.
Спутники GPS передают данные со скоростью 50 бит данных в секунду — каждый спутник модулирует свои данные одним потоком бит PN со скоростью 1,023 миллиона чипов в секунду и теми же данными с другим потоком бит PN со скоростью 10,23 миллиона чипов в секунду. Приемники GPS сопоставляют полученный поток бит PN с локальной точкой отсчета для измерения расстояния. GPS — это система только для приема, которая использует относительные измерения времени с нескольких спутников (и известные положения спутников) для определения положения приемника.
Другие приложения для определения расстояния включают двустороннюю передачу. Локальная станция генерирует псевдослучайную последовательность битов и передает ее в удаленное местоположение (используя любую технику модуляции). Некоторый объект в удаленном местоположении отражает этот PN-сигнал обратно на станцию определения местоположения — либо пассивно, как в некоторых видах радарных и гидроакустических систем, либо с помощью активного транспондера в удаленном местоположении, как в системе Apollo Unified S-band . [3] Сопоставляя (задержанную версию) переданного сигнала с принятым сигналом, можно определить точное время прохождения сигнала туда и обратно в удаленное местоположение и, таким образом, расстояние.
Код псевдошума ( код PN ) или код псевдослучайного шума ( код PRN ) — это код, имеющий спектр, аналогичный случайной последовательности битов, но генерируемый детерминированно . Наиболее часто используемые последовательности в системах с расширенным спектром прямой последовательности — это последовательности максимальной длины , коды Голда , коды Касами и коды Баркера . [4]
В этой статье использованы материалы из Федерального стандарта 1037C, являющиеся общественным достоянием. Администрация общих служб . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г. (в поддержку MIL-STD-188 ).