1. PN, PRS, PRBS (의사/유사 랜덤)이란?
※ 비록 완전한 랜덤은 아니지만,
- 아주 긴 수열에서, 거의 완벽한 랜덤(무작위) 수열에 가까운 통계적 특성을 보임
- 주로, 길이(주기)가 아주 긴채로, 순환(반복)적인 수열
ㅇ PN (Pseudo Noise Signal, 의사 잡음 신호, 擬似 雜音 信號)
- 랜덤하게 보이지만, 실제로는 결정신호
ㅇ PRS (Pseudo-random Sequence, 의사 랜덤 수열), PRN (Pseudo Random Number, 의사 난수)
- 완전히 랜덤한 수열은 아니지만, 의사적으로 랜덤하게 만들어진 패턴 수열
ㅇ PRBS (Pseudo-random Bit Sequence, 의사 랜덤 이진열/비트열)
- 완전히 랜덤한 비트열은 아니지만, 의사적으로 랜덤하게 만들어진 패턴을 갖는 비트열
2. 의사 랜덤성(Pseudo Randomness)으로써 갖추어야 할 조건/특성
ㅇ 통계적 균형성 (Balance property)
- 한 주기에 `0` 과 `1`이 균형적으로 됨 (즉, 균등확률 분포)
ㅇ 런 특성 (Run property)
- 한 주기 안에서 연속적으로 이어져 나오는 시퀸스의 특성
. 00, 01, 10, 11의 갯수도, 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111의 갯수도 같음
ㅇ 상관 특성 (Correlation property)
- 예리한 자기상관 특성
. 특정 시점에서의 코드와 그 시점 전후의 코드 간에 상관 값이 매우 낮음
.. 신호 탐지 및 동기화에 유리
- 낮은 상호상관 특성
. 다른 코드와의 상관 값이 낮음
.. 여러 사용자가 같은 대역폭을 공유할 때, 간섭 최소화
ㅇ 주기가 길어질수록 무작위성이 강하다고 볼 수 있음 ☞ 최장 수열 참조
※ 응용 관점에서, 발생의 용이성 (즉, 실시간적 발생 가능 등)
- 따라서, 의사 시퀸스의 발생 방법은,
- 보통, 피드백이 있는 결정론적 과정(Deterministic Process)을 이용
※ 특히, 암호화용 난수 발생기는, 다음 3가지 성질이 필수적임
- 무작위성 (통계적으로 편중됨이 없도록 함)
- 예측 불가능성 (과거로부터 미래를 예측할 수 없도록 함)
- 재현 불가능성 (같은 수열을 재현/되풀이할 수 없도록 함)
3. 의사 랜덤 수열 발생 방법
※ ☞ 의사 난수 생성 참조
- 선형 합동에 의한 방법, LFSR의한 방법 등
4. PRBS(의사 랜덤 수열) 종류
ㅇ QRSS (Quasi-random Sequence Signal)
ㅇ 63 Pseudo-Random Sequence ( 26 - 1)
ㅇ 511 Pseudo-Random Sequence (29 - 1)
ㅇ 2047 Pseudo-Random Sequence (211 - 1)
ㅇ PN Code 등
5. 응용 분야
※ PRBS는 디지털 시스템 설계 등 매우 다양한 분야에 적용됨
- 보안, CDMA 코드(☞ 확산코드,PN 코드) 발생, 디지털 장비의 평가(디지털 회선에 대한
비트 에러율 평가 등을 위해 의도적으로 만들어짐) 등
ㅇ 일반적으로, 암호화/역암호화, 확산코드/역확산코드 등에서,
- 송신자 및 수신자에게는,
. 이미 알고있는 결정 신호(주기적 수열 신호)이나,
. 백색잡음과 같은 확률적 특성을 갖게되어,
- 인증되지 않는 중간자에게는,
. 실질적으로 랜덤신호 처럼 보이게 함