PRBS (疑似ランダムビットシーケンス) - 定義

[PRBS（pseudo-random Bit Sequence）とは、特定のアルゴリズムに基づいてデジタル回路で生成される、ランダムノイズに似た統計的特性を持つ決定論的なビット列](/jp/ja/news/library-articles/page/61752/) のことである。このシーケンスは完全に予測可能で周期的であるが、そのビット分布、相関、周波数スペクトルはランダム信号の特性を模倣しており、伝送システム、デジタル論理回路、通信機器のテストに有用である。

最も一般的なPRBSは、フィードバック（LFSR - Linear Feedback Shift Register）を備えたシフトレジスタを使用して生成される。このシフトレジスタでは、レジスタの選択されたビットがXOR演算を受け、入力にフィードバックされる。適切なフィードバック係数とレジスタ・ビット数の選択により、文字列の周期長と統計的品質が決定される。

電気通信の分野では、PRBSは伝送路、光ファイバーリンク、符号化装置などのテストに使用される。また、ビットエラー（BER - Bit Error Rate）の測定や伝送品質の分析にも使用される。再現性のおかげで、入力信号と出力信号を正確に比較することができ、干渉や遅延、伝搬エラーの検出が容易になります。

PRBSは、デジタル・エレクトロニクス分野でも、FPGA、マイクロコントローラー、暗号化システムのテストに使用されています。ハードウェアの実装コストが低く、幅広い長さと統計的複雑さを持つ文字列を生成できるという利点がある。真のランダム性はないものの、うまく設計されたPRBSは高いビット・エントロピーを提供するため、デジタル・システムの解析や診断において多用途なエンジニアリング・ツールとなる。

マイクロコントローラおよびマイクロプロセッサ

FPGA

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