Frequenzsprungverfahren

Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) ist ein Frequenzsprungverfahren, das in der Mobilkommunikation und in WLANs eingesetzt wird. Bei dieser Technik wird das Nutzsignal auf eine sich sprunghaft ändernde Trägerfrequenz aufmoduliert.

Die Frequenzwechsel finden dabei in einer pseudo-zufälligen oder vorbestimmten Bit-Reihenfolge statt, dessen Code sowohl dem Sender als auch dem Empfänger bekannt ist. Bei WLANs nach IEEE 802.11 stehen in Europa und in den USA in dem zur Verfügung stehenden ISM-Band zwischen 2,4000 GHz und 2,4835 GHz 79 nicht überlappende Frequenzsprünge pro Sekunde zur Verfügung.

Die Sprungfolge wird durch einen Pseudozufallsgenerator bestimmt, wobei die minimale Sprungdistanz mindestens 6 Kanäle beträgt. Für die Frequenzsprungtechnik sind darüber hinaus mindestens 20 Frequenzsprünge pro Sekunde vorgeschrieben. In einigen europäischen Ländern stehen nur 35 (Spanien) oder 23 (Frankreich) Sprungsequenzen in einem kleineren Frequenzband zur Verfügung.

Frequenz-Hopping-Verfahren

Frequenz-Hopping-Verfahren

Je nach Schnelligkeit des Frequenzwechsels unterscheidet man zwischen dem normalen Frequency Hopping (FH), dem schnellen Frequenzsprungverfahren, Fast Frequency Hopping (FFH) und dem langsamen Frequenzsprungverfahren, Slow Frequency Hopping (SFH). Beim Fast Frequency Hopping (FFH), das mit Frequenzumtastung oder Mehrfrequenz-Umtastung (MFSK) arbeitet, wird ein Datenbit auf mehrere Frequenzsprünge aufgeteilt, wodurch das Erkennen von kohärenten Signalen problematisch wird. Anders ist es beim Slow Frequency Hopping (SFH), bei dem die Sendefrequenzen regelmäßig geändert werden. Die Übertragungsdauer auf einer Funkfrequenz ist länger als die Dauer von mehreren zu übertragenden Bits.

Vergleich der Funktechnologien

Vergleich der Funktechnologien

Damit das Signal vom Empfänger erkannt werden kann, müssen dem Empfänger und dem Empfänger die Reihenfolge des Frequenzwechsels im Voraus bekannt sein. Dies erfolgt durch das Aushandeln der Frequenzfolge zwischen Sender und Empfänger. Diese Technik gilt als sehr sicher, jedoch müssen Sender und Empfänger genau aufeinander synchronisiert sein. Dies bedingt eine relativ komplexe elektronische Schaltung und folglich auch hohe Herstellungskosten.

Frequenz-Hopping wird in WLANs eingesetzt und ist auch in Mobilfunknetzen konzeptionell vorgesehen. Durch die ständigen Frequenzwechsel vermeidet das Frequenzsprungverfahren Interferenzen und verhindert das Abhören der wechselnden Sendefrequenzen.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Frequenzsprungverfahren
Englisch: frequency hopping spread spectrum - FHSS
Veröffentlicht: 05.12.2020
Wörter: 328
Tags: Modulation
Links: Binäre Einheit, Code, Empfänger, Frequenz, Frequenzband