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暗号学において、疑似ランダムノイズ（PRN [1]）は、統計的ランダム性の標準的なテストの1つ以上を満たすノイズに似た信号です。明確なパターンがないように見えますが、疑似ランダムノイズは、一定周期後に繰り返されるパルスの決定論的なシーケンスで構成されています。 [2]
暗号化デバイスでは、疑似ランダムノイズパターンはキーによって決定され、繰り返し周期は非常に長くなり、数百万桁になることもあります。
疑似ランダムノイズは、一部の電子楽器では単独で、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マシンでも使用されています。
拡散スペクトルシステムでは、受信機はローカルに生成された信号を受信信号と相関させます。このような拡散スペクトルシステムでは、1つ以上の「コード」または「シーケンス」のセットが必要です。
- ランダム ノイズと同様に、ローカル シーケンスは、セット内の他のシーケンス、大幅に異なる時間オフセットの同じシーケンス、狭帯域干渉、または熱ノイズとの相関が非常に低くなります。
- ランダム ノイズとは異なり、送信側と受信側の両方でまったく同じシーケンスを生成することは容易であるため、受信側でローカルに生成されたシーケンスは、送信されたシーケンスと非常に高い相関関係を持ちます。
直接拡散スペクトル方式では、疑似ランダム 2 進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 レートを比較してください。
周波数ホッピング拡散スペクトルシーケンスでは、疑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パート 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 の異なるチャネルと少なくとも 2.5 Hz のホップ レートが義務付けられています。
GPS衛星は、1 秒あたり 50 データ ビットの速度でデータを送信します。各衛星は、1 秒あたり 102 万 3 千チップの PN ビット ストリームでデータを変調し、同じデータを 1 秒あたり 1023 万チップの別の PN ビット ストリームで変調します。GPS 受信機は、受信した PN ビット ストリームをローカル参照と相関させて距離を測定します。GPS は、複数の衛星からの相対的なタイミング測定 (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する受信専用システムです。
その他の距離測定アプリケーションには、双方向の送信が含まれます。ローカルステーションは疑似ランダムビットシーケンスを生成し、それをリモートロケーションに送信します（任意の変調技術を使用）。リモートロケーションの何らかのオブジェクトは、このPN信号を位置ステーションにエコーします。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、またはアポロ統合Sバンドシステムのようにリモートロケーションのアクティブトランスポンダーを使用して行われます。[3]送信信号（の遅延バージョン）を受信信号と相関させることにより、リモートロケーションまでの正確な往復時間を決定し、距離を測定できます。
PNコード
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）は、ランダムなビット列に似たスペクトルを持ちながら、決定論的に生成される符号である。直接拡散スペクトル拡散システムで最も一般的に使用される符号は、最大長符号、ゴールド符号、カサミ符号、およびバーカー符号である。[4]
参照
参考文献
- ^ 「トピックの変更: 疑似ランダムノイズ (PRN) の拡張」(PDF)。GPS.GOV。2022年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。2011年7月13日閲覧。
- ^
この記事には、連邦規格1037Cのパブリックドメイン資料が組み込まれています。一般調達局。2022年1月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。( MIL-STD-188 をサポート)。
- ^ 「アポロ統合Sバンドシステム」
- ^ 「PN シーケンス」。2006 年 5 月 12 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006 年3 月 24 日閲覧。