Bir Sahte Gürültü (PN) dizisi, gerçekten rastgele bir diziye benzer özellikler sergileyen, deterministik ve sözde rastgele bir ikili dizidir. İletişim sistemleri bağlamında, PN dizileri genellikle Kod Bölmeli Çoklu Erişim (CDMA) ağları dahil olmak üzere yayılı spektrum modülasyon tekniklerinde yayılan kodlar olarak kullanılır. PN dizilerinin ayrıntılarına ve önemlerine bakalım:
1. PN Dizilerinin Oluşturulması:
- PN dizileri tipik olarak kaydırma yazmacı geri besleme devreleri veya algoritmaları kullanılarak oluşturulur.
- Doğrusal geri beslemeli kaydırma kayıtları (LFSR’ler) bu amaç için yaygın olarak kullanılır.
- Geri besleme mekanizması, kaydırma yazmacının bir dizi durum boyunca yinelenmesine neden olarak rastgele görünen bir ikili dizi üretir.
2. PN Dizilerinin Özellikleri:
- Sözde Rastgelelik:
- PN dizileri deterministik olup algoritmalar tarafından üretilirken, rastgelelik özellikleri sergilerler.
- Diziler rastgele görünüyor ve ayırt edilebilir desenlerden yoksun, bu da onları sözde rastgeleliğin istendiği uygulamalar için uygun kılıyor.
- Uzun Periyodiklik:
- İyi PN dizilerinin uzun bir periyodu vardır, bu da dizinin yalnızca çok sayıda adımdan sonra tekrarlandığı anlamına gelir.
- Periyodun uzunluğu kaydırma yazmacının ve geri besleme bağlantılarının özelliklerine bağlıdır.
- Birlerin ve Sıfırların Dengesi:
- İdeal bir PN dizisinde, kabaca eşit sayıda birler ve sıfırlar bulunur ve bu da dengeli bir temsile katkıda bulunur.
- Düşük Çapraz Korelasyon:
- PN dizileri düşük çapraz korelasyona sahip olacak şekilde tasarlanmıştır; bu da onları birden fazla kullanıcının aynı frekans bandını girişim olmadan paylaştığı yaygın spektrum iletişimi gibi uygulamalar için uygun kılar.
- Ortogonallik:
- Bazı uygulamalarda, PN dizileri dik veya neredeyse dik olacak şekilde tasarlanarak CDMA kodlarının yayılmasındaki faydalarını artırır.
3. PN Dizilerinin Uygulamaları:
- Yayılmış Spektrum İletişimi:
- PN dizileri, CDMA ağları da dahil olmak üzere geniş spektrumlu iletişim sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
- CDMA’da, her mobil cihaza benzersiz bir PN dizisi (yayma kodu) atanır ve bu, birden fazla kullanıcının aynı frekans bandını aynı anda paylaşmasına olanak tanır.
- Şifreleme ve Şifreleme:
- PN dizileri, güvenli iletişim sistemlerinde şifreleme ve şifreleme işlemlerinde kullanılır.
- İletilen veriyi yalnızca aynı PN dizisine sahip bir alıcı tarafından tersine çevrilebilecek şekilde değiştirmek için kullanılırlar.
- Kanal Tahmini:
- Kablosuz iletişim sistemlerinde kanal tahmini için PN dizileri kullanılır.
- Bilinen PN dizilerini iletilen sinyallere yerleştirerek, alıcılar kanal özelliklerini tahmin edebilir ve kanal etkilerini telafi edebilir.
4. Altın Kodlar:
- Altın kodlar, iki veya daha fazla kısa PN dizisinin belirli matematiksel özelliklerle birleştirilmesiyle oluşturulan özel bir PN dizileri sınıfıdır.
- Altın kodları CDMA uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
5. Sözde Rastgele Sayı Üretimi:
- İletişim sistemlerinin dışında, PN dizileri simülasyon ve kriptografi de dahil olmak üzere çeşitli amaçlar için sahte rastgele sayı üretiminde uygulamalar bulur.
6. CDMA Yayılma Kodları:
- CDMA ağlarında, her kullanıcıya yayılma kodu olarak benzersiz bir PN dizisi atanır.
- CDMA’da PN dizilerinin kullanılması, birden fazla kullanıcının aynı frekans bandı üzerinden karşılıklı girişim olmadan aynı anda iletim yapmasına olanak tanır.
7. İletişimin Ötesindeki Uygulamalar:
- PN dizileri, rastgele sayı üreteçlerinin tasarımı, kriptografik algoritmalar ve radar sistemleri gibi iletişimin ötesinde çeşitli alanlarda kullanılır.
Özetle, PN dizileri iletişim sistemlerinde, özellikle CDMA gibi yayılı spektrum modülasyon tekniklerinde çok önemli bir rol oynar. Sahte rastgele özellikleri, uzun periyodiklikleri ve düşük çapraz korelasyonları, sinyal ayrımını ve güvenliği korurken birden fazla kullanıcının aynı frekans bandını paylaşması gereken uygulamalar için onları değerli kılmaktadır.