Псевдослучайный шум
В криптографии ( псевдослучайный PRN шум [ 1 ] ) — сигнал, аналогичный шуму , который удовлетворяет одному или нескольким стандартным тестам на статистическую случайность . Хотя кажется, что псевдослучайный шум не имеет какой-либо определенной , которая повторяется после закономерности, он состоит из детерминированной последовательности импульсов своего периода. [ 2 ]
В криптографических устройствах псевдослучайная диаграмма шума определяется ключом и период повторения может быть очень большим, вплоть до миллионов цифр.
Псевдослучайный шум используется в некоторых электронных музыкальных инструментах либо сам по себе, либо в качестве входных данных для субтрактивного синтеза , а также во многих машинах с белым шумом .
В системах с расширенным спектром приемник коррелирует локально сгенерированный сигнал с принятым сигналом . Такие системы с расширенным спектром требуют набора из одного или нескольких «кодов» или «последовательностей», таких, что
- Подобно случайному шуму, локальная последовательность имеет очень низкую корреляцию с любой другой последовательностью в наборе, или с той же последовательностью, но со значительно другим сдвигом по времени, или с узкополосными помехами, или с тепловым шумом.
- В отличие от случайного шума, должно быть легко сгенерировать одну и ту же последовательность как на передатчике, так и на приемнике, поэтому локально сгенерированная последовательность приемника имеет очень высокую корреляцию с передаваемой последовательностью.
В системе расширенного спектра с прямой последовательностью каждый бит в псевдослучайной двоичной последовательности известен как чип , а обратная его периоду - как частота дискретизации ; Сравните битрейт и скорость передачи символов .
В последовательности расширенного спектра со скачкообразной перестройкой частоты каждое значение в псевдослучайной последовательности известно как номер канала , а величина , обратная его периоду, как скорость скачка . Часть 15 FCC требует наличия как минимум 50 различных каналов и частоты скачка частоты не менее 2,5 Гц для узкополосных систем со скачкообразной перестройкой частоты.
Спутники GPS передают данные со скоростью 50 бит данных в секунду — каждый спутник модулирует свои данные одним потоком битов PN со скоростью 1,023 миллиона чипов в секунду и те же данные другим потоком битов PN со скоростью 10,23 миллиона чипов в секунду. Приемники GPS коррелируют полученный битовый поток PN с местным эталоном для измерения расстояния. GPS — это система только приема, которая использует измерения относительного времени от нескольких спутников (и известные положения спутников) для определения положения приемника.
Другие приложения для определения дальности включают двустороннюю передачу. Локальная станция генерирует псевдослучайную битовую последовательность и передает ее в удаленное место (используя любой метод модуляции). Какой-то объект в удаленном месте передает этот сигнал PN обратно на станцию определения местоположения - либо пассивно, как в некоторых видах радиолокационных и гидролокационных систем, либо с использованием активного транспондера в удаленном месте, как в системе Apollo Unified S-band . [ 3 ] Сопоставляя (задержанную версию) переданного сигнала с принятым сигналом, можно определить точное время прохождения туда и обратно до удаленного места и, следовательно, расстояние.
ПН-код
[ редактировать ]Псевдошумовой код ( PN-код ) или псевдослучайный шумовой код ( PRN-код ) — это код, который имеет спектр, аналогичный случайной последовательности битов, но генерируется детерминированным образом . Наиболее часто используемыми последовательностями в системах с расширенным спектром прямой последовательности являются последовательности максимальной длины , коды Голда , коды Касами и коды Баркера . [ 4 ]
См. также
[ редактировать ]- Код Баркера
- Золотые коды
- Последовательность максимальной длины
- Последовательность Задова – Чу
- Генератор псевдослучайных чисел
- Псевдослучайность
- Белый шум
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Изменить тему: расширение псевдослучайного шума (PRN)» (PDF) . GPS.GOV. Архивировано (PDF) оригинала 9 октября 2022 г. Проверено 13 июля 2011 г.
- ^
В этой статье использованы общедоступные материалы из Федеральный стандарт 1037C . Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г. (в поддержку MIL-STD-188 ).
- ^ "Унифицированная система S-Band Apollo"
- ^ «ПН-последовательности» . Архивировано из оригинала 12 мая 2006 года . Проверено 24 марта 2006 г.
