Pseudozufallsrauschen

Pseudozufallsrauschen ({{#invoke:Vorlage:lang|full|CODE=en|SCRIPTING=Latn|SERVICE=englisch}}, PRN) ist eine Bezeichnung für digitale Signale, die statistische Eigenschaften von zufälligen Eigenzuständen haben. Charakterisiert wird eine solche Folge durch ihre AKF (Autokorrelationsfunktion).

Erzeugung, Eigenschaften

Erzeugt wird es traditionell durch eine Kombination aus linear rückgekoppelten Schieberegistern (LFSR), die mit XOR - Gattern so geschaltet werden, dass Gruppen von Folgen mit minimaler Kreuzkorrelation entstehen. Dabei muss eine Folge von lauter Einsen oder Nullen (je nach positiver oder negativer Logik) verhindert werden, was durch die XORs geschieht. Alternativ kann es heute durch eine im Computer programmierte Maximum Length Sequence (MLS) erzeugt werden (s. u.), die streng deterministisch ist.

Nur falls die Erzeugungsvorschrift bekannt ist, kann das Signal durch Korrelation aus dem Hintergrundrauschen herausgefiltert werden.

Je länger es dauert, bis sich eine Abfolge von Zahlen wiederholt, desto besser erfüllt sie ihren Zweck: Je weniger Systematik im Signal erkennbar ist, desto „zufälliger“ ist es und desto schwerer ist ein Übertragungskanal zu entdecken und abzuhören.

Anwendung

In der Datenübertragung

Ursprünglich wurde es im Militärbereich angewendet, seit einiger Zeit ist es aber auch bei WLAN-Technik oder im Oszillator neuerer PC-Hauptplatinen zu finden. Hier dient es dazu, weniger störende Signale in der Umgebung zu verursachen. Außerdem wird es im Scrambler bei 1000BASE-T verwendet.

Typisch ist die Verwendung in der Spread-Spectrum-Technik, bei der Gold-Folgen genutzt werden.

In Navigationssystemen (GPS)

Im Bereich GNSS hat sich aufgrund der GPS-Signalstruktur die Bezeichnung PRN auch für die Nummern der einzelnen Satelliten eingebürgert. Die PRN repräsentiert nicht nur die Nummer des GPS-Satelliten, sondern auch die Nummer des PRN-Codes, den der Satellit ausstrahlt (siehe GPS-Technik).

Jedes Satellitensystem hat ein eigenes Nummerierungsschema. Um verschiedene Systeme zusammenzufassen, hat die RTCA-Kommission für die Navigations-Zusatzdienste (Satellite-Based Augmentation Systems, SBAS) ein gemeinsames Schema erstellt:

PRN	System	Beschreibung
1–37	GPS	1–32 in Benutzung, 33–37 reserviert
38–61	GLONASS	GLONASS 1–24, entspricht der Slot-Nummer erhöht um 37
62–119	reserviert
120–138	GEO	SBAS: WAAS, EGNOS, MSAS, GAGAN
139–210	reserviert
EXX	Galileo	<ref><templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20161220233726	*	Vorlage:Webarchiv/Wartung/Stern{{#if: Satellitennummern Galileo und andere \| {{#invoke:WLink\|getEscapedTitle\|Satellitennummern Galileo und andere}} \| {{#invoke:Webarchiv\|getdomain\|http://gpsworld.com/wp-content/uploads/2016/08/GPS_AUG16_Almanac.pdf}} }} (Archivversionen)	20161220233726}}	{{#if:	}}Vorlage:Webarchiv/Wartung/DatumDer Wert des Parameters `{{#if: wayback \| wayback \| Datum }}` muss ein gültiger Zeitstempel der Form YYYYMMDDHHMMSS sein!	{{#invoke:WLink\|getEscapedTitle\|Satellitennummern Galileo und andere}} \| {{#invoke:Webarchiv\|getdomain\|http://gpsworld.com/wp-content/uploads/2016/08/GPS_AUG16_Almanac.pdf}} }}] {{#ifeq: \| [] \| [ \| ( }}Memento{{#if: {{#if: \| \| }} \| des Vorlage:Referrer }} vom {{#time: j. 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CXX	Beidou

Die Zuordnung der geostationären Satelliten findet sich bei den Weblinks.

Akustische Messung an Lautsprechern

Eine deterministische Maximum Length Sequence enthält alle Frequenzen und Phasenlagen in einem durch die Taktfrequenz und die Länge der Sequenz vorgegebenen Frequenzbereich.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Maximum Length Sequence (MLS) based measurements|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Maximum Length Sequence (MLS) based measurements}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.libinst.com/mlsmeas.htm%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Maximum Length Sequence (MLS) based measurements}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.libinst.com/mlsmeas.htm}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Maximum Length Sequence (MLS) based measurements}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2021-05-16 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Im übertragen Sinn kann dieses Verfahren auch für die spektroskopische Analyse von Dielektrika eingesetzt werden.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Siehe auch

Pseudozufallszahl

Weblinks

PRN Code-Zuordnungen (englisch)

Einzelnachweise