Кіріспе
Псевдорандомды сигнал, шуға ұқсас сипаттамалары бар. Криптографияда псевдорандомды шу (PRN) – статистикалық кездейсоқтыққа арналған стандартты тесттердің бірін немесе бірнешеуін қанағаттандыратын шуға ұқсас сигнал. Нақты бір үлгісіз көрінсе де, псевдорандомды шу – өзінің периодынан кейін қайталанатын импульстардың детерминистік тізбегінен тұрады. Криптографиялық құрылғыларда псевдорандомды шу үлгісі кілт арқылы анықталады және қайталану периоды өте ұзақ, тіпті миллиондаған цифрға жете алады. Псевдорандомды шу кейбір электрондық музыкалық аспаптарда, дербес немесе субтрактивті синтез үшін кіріс ретінде, сондай-ақ көптеген ақ шу машиналарында қолданылады. Кенеттен таралатын спектр жүйелерінде қабылдағыш жергілікті түрде жасалған сигналды алынған сигналмен салыстырады. Мұндай жүйелерге бір немесе бірнеше «кодтар» немесе «тізбектер» жиынтығы қажет, олар кездейсоқ шу сияқты, жергілікті тізбектің жиынтықтағы басқа тізбектермен, немесе бір уақыттағы өзгеше уақыт ығысымен, немесе тар жолақты кедергімен, немесе жылу шуымен өте төмен корреляцияға ие болуын талап етеді. Кездейсоқ шудан айырмашылығы, жіберушіде де, қабылдаушыда да бірдей тізбекті жасау оңай болуы керек, сондықтан қабылдағыштың жергілікті түрде жасалған тізбегі жіберілген тізбекпен өте жоғары корреляцияға ие болады. Тікелей тізбекті таралатын спектр жүйесінде псевдорандомды екілік тізбектегі әрбір бит «чип» деп аталады, ал оның периодының кері шамасы – «чип жылдамдығы»; бит жылдамдығы және символ жылдамдығымен салыстырыңыз. Жиілік секірулі таралатын спектр тізбегінде псевдорандомды тізбектегі әрбір мән «арна нөмірі» деп аталады, ал оның периодының кері шамасы – «секіру жылдамдығы». FCC Part 15 тар жолақты жиілік секірулі жүйелер үшін кемінде 50 түрлі арнаны және кемінде 2,5 Гц секіру жылдамдығын талап етеді. GPS спутниктері деректерді секундтық 50 бит жылдамдығымен таратады. Әрбір спутник өзінің деректерін секундтық 1,023 миллион чиппен бір PN бит ағынымен және секундтық 10,23 миллион чиппен басқа PN бит ағынымен модуляциялайды. GPS қабылдағыштары алынған PN бит ағынын жергілікті сілтемемен салыстырып, қашықтықты өлшейді. GPS – тек қабылдау жүйесі, ол қабылдағыш орнын анықтау үшін бірнеше спутниктерден алынған салыстырмалы уақыт өлшемдерін (және спутниктердің белгілі орналасқан жерін) пайдаланады. Басқа қашықтық өлшеу қолданбалары екі бағыттық берілістерді қамтиды. Жергілікті станция псевдорандомды бит тізбегін жасайды және оны қашықтағы жерге жібереді (кез келген модуляция техникасын пайдалана отырып). Қашықтағы нысан бұл PN сигналын кері жібереді – кейбір радар және сонар жүйелерінде пассивті түрде, немесе Аполлон біріктірілген S-диапазонды жүйесіндегідей, қашықтағы активті транспондерді пайдалана отырып. Жіберілген сигналдың (кешіктірілген нұсқасы) алынған сигналмен салыстырылып, қашықтағы жерге бару-қайту уақытын және осылайша қашықтықты анықтауға болады.
In cryptography, pseudorandom noise (PRN) is a signal similar to noise which satisfies one or more of the standard tests for statistical randomness. Although it seems to lack any definite pattern, pseudorandom noise consists of a deterministic sequence of pulses that will repeat itself after its period. In cryptographic devices, the pseudorandom noise pattern is determined by a key and the repetition period can be very long, even millions of digits. Pseudorandom noise is used in some electronic musical instruments, either by itself or as an input to subtractive synthesis, and in many white noise machines. In spread spectrum systems, the receiver correlates a locally generated signal with the received signal. Such spread spectrum systems require a set of one or more "codes" or "sequences" such that
Like random noise, the local sequence has a very low correlation with any other sequence in the set, or with the same sequence at a significantly different time offset, or with narrow band interference, or with thermal noise. Unlike random noise, it must be easy to generate exactly the same sequence at both the transmitter and the receiver, so the receiver's locally generated sequence has a very high correlation with the transmitted sequence. In a direct sequence spread spectrum system, each bit in the pseudorandom binary sequence is known as a chip and the inverse of its period as chip rate; compare bit rate and symbol rate. In a frequency hopping spread spectrum sequence, each value in the pseudorandom sequence is known as a channel number and the inverse of its period as the hop rate. FCC Part 15 mandates at least 50 different channels and at least a 2.5 Hz hop rate for narrow band frequency hopping systems. GPS satellites broadcast data at a rate of 50 data bits per second – each satellite modulates its data with one PN bit stream at 1.023 million chips per second and the same data with another PN bit stream at 10.23 million chips per second. GPS receivers correlate the received PN bit stream with a local reference to measure distance. GPS is a receive only system that uses relative timing measurements from several satellites (and the known positions of the satellites) to determine receiver position. Other range finding applications involve two way transmissions. A local station generates a pseudorandom bit sequence and transmits it to the remote location (using any modulation technique). Some object at the remote location echoes this PN signal back to the location station – either passively, as in some kinds of radar and sonar systems, or using an active transponder at the remote location, as in the Apollo Unified S band system. By correlating a (delayed version of) the transmitted signal with the received signal, a precise round trip time to the remote location can be determined and thus the distance.
PN коды
Псевдо-шу кодтары (PN кодтары) немесе псевдо-кәдімгі шу кодтары (PRN кодтары) – биттердің кездейсоқ тізбегіне ұқсас спектрге ие, бірақ детерминистік түрде жасалған кодтар. Тікелей тізбекті тарату спектрлік жүйелерде ең көп қолданылатын тізбектер – максималды ұзындығы бар тізбектер, Gold кодтары, Касами кодтары және Barker кодтары.