Wat is Frequency Hopping en hoe werkt het in draadloze communicatie?
Frequency Hopping, of frequentiesprongtechniek, is een methode binnen de draadloze communicatie waarbij het transmissiesignaal op systematische wijze van de ene frequentie naar de andere springt binnen een bepaald frequentieband. Deze techniek wordt gebruikt om interferentie te vermijden, de kans op afluisteren te verkleinen en de betrouwbaarheid van de communicatie te verhogen.
Het principe is gebaseerd op het periodiek wisselen van frequentie volgens een vooraf bepaalde of pseudo-willekeurige volgorde. Hierdoor wordt het signaal minder gevoelig voor smalbandige interferentie en moeilijker te onderscheppen door ongeautoriseerde ontvangers.
Waarom Frequency Hopping gebruiken?
Frequency Hopping is vooral nuttig in drukke of industriële omgevingen waar meerdere draadloze systemen actief zijn. Het voorkomt dat een enkele vaste frequentie langdurig wordt gebruikt, wat de kans op interferentie of storingen aanzienlijk verlaagt.
Bovendien verhoogt het de beveiliging van communicatie, omdat een buitenstaander het volledige frequentiepatroon moet kennen om het signaal correct te kunnen ontvangen of afluisteren.
Typen Frequency Hopping
- Fast Frequency Hopping (FFH): Hier verandert de frequentie sneller dan de transmissie van een enkel symbool. Elke bit of symbool kan op een andere frequentie verzonden worden.
- Slow Frequency Hopping (SFH): Hierbij blijft een compleet data-pakket of meerdere symbolen op dezelfde frequentie voordat er naar een andere wordt gesprongen.
Toepassing in draadloze systemen
Frequency Hopping wordt toegepast in verschillende communicatieprotocollen zoals:
- Bluetooth: Maakt gebruik van FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) om 79 kanalen in de 2.4 GHz-band te doorlopen met 1600 sprongen per seconde.
- GSM: Gebruikt slow frequency hopping om interferentie tussen naburige cellen te vermijden. Elke burst van het radiosignaal kan op een andere ARFCN (Absolute Radio Frequency Channel Number) worden verzonden.
- Militaire communicatie: Om afluisteren te vermijden en storingsvrij te blijven in vijandelijke omgevingen.
Voordelen van Frequency Hopping
| Voordeel | Beschrijving |
|---|---|
| Interferentievermindering | Vermijdt frequenties met ruis of storing door dynamisch te wisselen |
| Beveiliging | Moeilijker af te luisteren of te jammen zonder kennis van hop-patroon |
| Robuustheid | Betere communicatiekwaliteit in drukke spectrumomgevingen |
Gerelateerde vragen en verdiepingen
Wat is het verschil tussen Frequency Hopping en Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)?
Bij Frequency Hopping wordt het signaal verzonden op verschillende frequenties na elkaar, terwijl DSSS het signaal over een breedband frequentiespectrum uitspreidt via een pseudo-random code.
Is Frequency Hopping verplicht in Bluetooth?
Ja, in Bluetooth Classic is FHSS een fundamenteel onderdeel van het protocol om storingen in de ISM-band te vermijden.
Hoe weet de ontvanger welke frequentie te gebruiken?
De zender en ontvanger zijn gesynchroniseerd via een gedeeld algoritme of sleutel die bepaalt wanneer en naar welke frequentie er gesprongen wordt. Deze synchronisatie is essentieel voor correcte ontvangst.
Wat is Adaptive Frequency Hopping (AFH)?
AFH is een geavanceerde vorm waarbij frequenties met veel interferentie automatisch worden gemeden. Bluetooth vanaf versie 1.2 maakt hiervan gebruik.
Frequency Hopping blijft een essentieel mechanisme voor betrouwbare, veilige en efficiënte draadloze communicatie, vooral in een omgeving met veel interferentiebronnen of gebruikers binnen dezelfde frequentieband.