Wolne i szybkie przeskakiwanie częstotliwości w GSM
Przeskakiwanie częstotliwości można w skrócie zdefiniować jako sekwencyjną zmianę częstotliwości nośnej na łączu radiowym pomiędzy telefonem komórkowym a stacją bazową.
W GSM jedna częstotliwość nośna jest podzielona na osiem przedziałów czasowych. W każdym przedziale czasowym dostępny jest jeden kanał fizyczny, który można przypisać do jednego łącza pomiędzy telefonem komórkowym a stacją bazową.
Komunikacja pomiędzy telefonem komórkowym a stacją bazową odbywa się impulsami w wyznaczonym przedziale czasowym. Każda seria trwa około 577 ms.
Gdy stosowane jest przeskakiwanie częstotliwości, częstotliwość nośna może być zmieniana pomiędzy każdą kolejną ramką TDMA.
Oznacza to, że dla każdego połączenia zmiana częstotliwości może nastąpić pomiędzy każdą serią.
Nazywa się to Slow Frequency Hopping (SFH), ponieważ więcej niż jeden bit jest przesyłany przy użyciu tej samej częstotliwości.
W Fast Frequency Hopping (FFH) częstotliwość nośnej może zmieniać się więcej niż raz w czasie trwania bitu, ale nie jest to zaimplementowane w GSM. Początkowo przeskok częstotliwości był używany w zastosowaniach wojskowych w celu poprawy poufności i aby system był bardziej odporny na zakleszczenia.
W sieci komórkowej przeskakiwanie częstotliwości zapewnia również dodatkowe korzyści, takie jak różnorodność częstotliwości i różnorodność zakłóceń.
Podstawową zasadę przeskakiwania częstotliwości przedstawiono na górnym rysunku.
Powolne przeskakiwanie częstotliwości w GSM:
Powolne przeskakiwanie częstotliwości to istotna funkcja sieci GSM (Globalny system komunikacji mobilnej), która zwiększa odporność systemu na zakłócenia i podsłuchiwanie. W przypadku powolnego przeskakiwania częstotliwości urządzenie mobilne lub stacja bazowa okresowo zmienia swoją częstotliwość w przydzielonym paśmie częstotliwości, zazwyczaj z małą szybkością przeskakiwania. Ta celowa i stopniowa zmiana częstotliwości jest synchronizowana pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem, zapewniając, że obie strony są świadome wzorca przeskoków.
Jedną z głównych zalet powolnego przeskoku częstotliwości jest jego zdolność do zwalczania zakłóceń selektywnych częstotliwościowo. Dzięki powolnej zmianie częstotliwości system może złagodzić wpływ wąskopasmowych źródeł zakłóceń. Jest to szczególnie cenne w sieciach GSM, gdzie wielu użytkowników korzysta z tego samego pasma częstotliwości, a zakłócenia z sąsiednich kanałów mogą stanowić problem. Powolne przeskakiwanie częstotliwości pomaga zapewnić, że system utrzymuje niezawodne i wolne od zakłóceń połączenie, poprawiając ogólną jakość transmisji głosu i danych.
Szybkie przeskakiwanie częstotliwości w GSM:
Szybkie przeskakiwanie częstotliwości to kolejna technika zarządzania częstotliwościami stosowana w sieci GSM, ale działa ona ze znacznie większą szybkością w porównaniu z wolnym przeskakiwaniem częstotliwości. Podczas szybkiego przeskakiwania częstotliwości nadajnik szybko zmienia częstotliwości w przydzielonym paśmie, często w trybie impulsowym lub szczelinowym. Wzór przeskakiwania jest wstępnie zdefiniowany i zsynchronizowany pomiędzy nadajnikiem i odbiornikiem.
Szybkie przeskakiwanie częstotliwości oferuje kilka korzyści w sieci GSM, związanych przede wszystkim z bezpieczeństwem i odpornością na zakłócenia. Szybkie zmiany częstotliwości utrudniają podsłuchującym i intruzom śledzenie i zakłócanie komunikacji. Dodatkowo szybkie przeskakiwanie częstotliwości może pomóc w walce z zakłóceniami związanymi z płaską częstotliwością, gdy szerokopasmowy sygnał zagłuszający wpływa jednocześnie na całe pasmo częstotliwości. Technika ta jest szczególnie cenna w scenariuszach komunikacji wojskowej lub bezpiecznej, gdzie poufność i odporność na zakłócenia są najważniejsze.
Podsumowując, zarówno powolne, jak i szybkie techniki przeskakiwania częstotliwości odgrywają zasadniczą rolę w sieciach GSM. Powolne przeskakiwanie częstotliwości zwiększa odporność na zakłócenia wąskopasmowe, zapewniając komunikację wysokiej jakości. Z drugiej strony, szybkie przeskakiwanie częstotliwości zapewnia doskonałe bezpieczeństwo i odporność na zakłócenia, dzięki czemu nadaje się do bezpiecznych lub krytycznych zastosowań komunikacyjnych. Wybór pomiędzy tymi technikami zależy od specyficznych wymagań systemu komunikacyjnego.