暗号学において、擬似ランダムノイズ(PRN [ 1 ])は、統計的ランダム性の標準テストの 1 つ以上を満たすノイズに似た信号です。擬似ランダムノイズは明確なパターンを持たないように見えますが、周期後に繰り返される決定論的なパルス列で構成されています。 [ 2 ]
暗号化装置では、擬似乱数ノイズパターンは鍵によって決定され、繰り返し周期は非常に長く、数百万桁にも及ぶことがある。
擬似ランダムノイズは、一部の電子楽器で単独で、または減算合成への入力として使用され、また多くのホワイトノイズ発生器でも使用されています。
スペクトラム拡散システムでは、受信機はローカルで生成された信号を受信信号と相関させます。このようなスペクトラム拡散システムでは、1つ以上の「コード」または「シーケンス」のセットが必要であり、
直接拡散スペクトラム方式では、擬似ランダムバイナリシーケンスの各ビットはチップと呼ばれ、その周期の逆数はチップレートと呼ばれます。ビットレートとシンボルレートと比較してください。
周波数ホッピングスペクトラム拡散方式では、擬似ランダムシーケンスの各値はチャネル番号と呼ばれ、その周期の逆数はホップレートと呼ばれます。FCC Part 15では、 狭帯域周波数ホッピングシステムに対して、少なくとも50種類の異なるチャネルと、少なくとも2.5Hzのホップレートを義務付けています。
GPS衛星は毎秒50データビットの速度でデータを送信します。各衛星は、毎秒102万3000チップのPNビットストリームと、毎秒1023万チップのPNビットストリームで同じデータを変調します。GPS 受信機は、受信したPNビットストリームをローカル基準と相関させて距離を測定します。GPSは受信専用システムであり、複数の衛星からの相対的なタイミング測定値(および衛星の既知の位置)を使用して受信機の位置を決定します。
その他の測距アプリケーションでは、双方向伝送が用いられます。ローカル局が擬似ランダムビット列を生成し、それを(任意の変調方式を用いて)遠隔地へ送信します。遠隔地にある何らかの物体が、このPN信号を位置局へ反射します。これは、一部のレーダーやソナーシステムのように受動的に反射する場合と、アポロ統合Sバンドシステムのように遠隔地の能動トランスポンダを用いる場合があります。[ 3 ]送信された信号(遅延バージョン)と受信された信号を相関させることで、遠隔地までの正確な往復時間を決定し、それによって距離を求めることができます。
擬似雑音符号(PN符号)または擬似ランダム雑音符号(PRN符号)とは、ランダムなビット列に似たスペクトルを持つが、決定論的に生成される符号のことである。直接拡散スペクトラムシステムで最も一般的に使用されるシーケンスは、最大長シーケンス、ゴールド符号、カサミ符号、およびバーカー符号である。[ 4 ]