Ruido pseudoaleatorio

En criptografía , el ruido pseudoaleatorio ( PRN ^{[ 1 ]} ) es una señal similar al ruido que satisface una o más de las pruebas estándar de aleatoriedad estadística . Aunque parece carecer de un patrón definido , el ruido pseudoaleatorio consiste en una secuencia determinista de pulsos que se repiten después de su período. ^{[ 2 ]}

En los dispositivos criptográficos , el patrón de ruido pseudoaleatorio viene determinado por una clave y el período de repetición puede ser muy largo, incluso de millones de dígitos.

El ruido pseudoaleatorio se utiliza en algunos instrumentos musicales electrónicos , ya sea por sí mismo o como entrada para la síntesis sustractiva , y en muchas máquinas de ruido blanco .

En los sistemas de espectro ensanchado , el receptor correlaciona una señal generada localmente con la señal recibida . Dichos sistemas de espectro ensanchado requieren un conjunto de uno o más "códigos" o "secuencias" tales que

• Al igual que el ruido aleatorio, la secuencia local tiene una correlación muy baja con cualquier otra secuencia del conjunto, o con la misma secuencia en un desfase temporal significativamente diferente, o con interferencias de banda estrecha, o con ruido térmico.
• A diferencia del ruido aleatorio, debe ser fácil generar exactamente la misma secuencia tanto en el transmisor como en el receptor, de modo que la secuencia generada localmente por el receptor tenga una correlación muy alta con la secuencia transmitida.

En un sistema de espectro ensanchado de secuencia directa , cada bit en la secuencia binaria pseudoaleatoria se conoce como un chip y el inverso de su período como tasa de chip ; compárese la tasa de bits con la tasa de símbolos .

En una secuencia de espectro ensanchado por salto de frecuencia , cada valor de la secuencia pseudoaleatoria se conoce como número de canal y el inverso de su período como tasa de salto . La Parte 15 de la FCC exige al menos 50 canales diferentes y una tasa de salto de al menos 2,5  Hz para sistemas de salto de frecuencia de banda estrecha.

Los satélites GPS transmiten datos a una velocidad de 50 bits por segundo . Cada satélite modula sus datos con una secuencia de bits PN a 1,023 millones de chips por segundo y los mismos datos con otra secuencia de bits PN a 10,23 millones de chips por segundo. Los receptores GPS correlacionan la secuencia de bits PN recibida con una referencia local para medir la distancia. El GPS es un sistema de solo recepción que utiliza mediciones de tiempo relativas de varios satélites (y las posiciones conocidas de los satélites) para determinar la posición del receptor.

Otras aplicaciones de medición de distancia implican transmisiones bidireccionales. Una estación local genera una secuencia de bits pseudoaleatoria y la transmite a la ubicación remota (utilizando cualquier técnica de modulación). Algún objeto en la ubicación remota devuelve esta señal pseudoaleatoria a la estación local , ya sea de forma pasiva, como en algunos sistemas de radar y sonar, o mediante un transpondedor activo en la ubicación remota, como en el sistema Apollo Unified de banda S. ^{[ 3 ]} Al correlacionar una versión (retardada) de la señal transmitida con la señal recibida, se puede determinar un tiempo de ida y vuelta preciso a la ubicación remota y, por lo tanto, la distancia.

Un código de pseudoruido ( código PN ) o código de ruido pseudoaleatorio ( código PRN ) es aquel que tiene un espectro similar al de una secuencia aleatoria de bits, pero se genera de forma determinista . Las secuencias más utilizadas en los sistemas de espectro ensanchado de secuencia directa son las secuencias de longitud máxima , los códigos Gold , los códigos Kasami y los códigos Barker . ^{[ 4 ]}

• Código Barker
• Códigos de oro
• Secuencia de longitud máxima
• secuencia de Zadoff-Chu
• Generador de números pseudoaleatorios
• Pseudoaleatoriedad
• Ruido blanco