FHSS – Frequency-Hopping Spread Spectrum
FHSS, czyli Frequency-Hopping Spread Spectrum, to metoda rozpraszania widma w systemach szerokopasmowych, polegająca na „skakaniu” sygnału po różnych częstotliwościach w określonych odstępach czasowych. Wyróżnia się dwie główne odmiany: F-FHSS (Fast-FHSS), gdzie częstotliwość zmienia się wielokrotnie w czasie trwania bitu, oraz S-FHSS (Slow-FHSS), gdzie czas trwania bitu jest równy lub krótszy od czasu przebywania na danej częstotliwości. Przykładem zastosowania FHSS jest sieć GSM.
Zasada działania FHSS
FHSS umożliwia jednoczesne korzystanie z wielu systemów łączności w tym samym paśmie częstotliwości, co zapewnia równomierne rozłożenie obciążenia. Mechanizm przeskoku częstotliwości (frequency hopping) polega na synchronizowanej zmianie częstotliwości nośnej przez nadajnik i odbiornik. Specyfikacja IEEE 802.11 przewiduje do 79 niepokrywających się pasm częstotliwości, z których każde ma szerokość 1 MHz. Minimalny przeskok częstotliwości wynosi sześć kanałów.
Format ramki
Ramka w systemie FHSS składa się z:
- Preambuła: 80 bitów do rozpoznania sygnału oraz 16 bitów do synchronizacji.
- Nagłówek: 12-bitowe słowo długości pakietu, 4-bitowy sygnalizator prędkości transmisji oraz 16-bitowa kontrola błędów.
- Dane użyteczne: przesyłane z szybkością 1 Mb/s lub 2 Mb/s.
Warto zaznaczyć, że pierwotny standard IEEE 802.11 z 1997 roku przewidywał tylko prędkość 1 Mb/s, a później dodano opcję 2 Mb/s.
Adaptive Frequency-Hopping
Odmianą FHSS jest metoda AFH (Adaptive Frequency-Hopping), stosowana w technologii Bluetooth. Umożliwia ona przełączanie sygnału z bardziej używanych częstotliwości na mniej zajęte, co redukuje zakłócenia spowodowane interferencjami.
Historia FHSS
Pierwsze koncepcje FHSS pojawiły się na początku XX wieku. Niemcy stosowali tę metodę w I wojnie światowej, a w okresie międzywojennym inż. Leonard Danilewicz oraz Willem Broertjes uzyskali patenty na systemy komunikacji szerokopasmowej. Podczas II wojny światowej powstał tajny system SIGSALY, a znany patent na FHSS należy do Hedy Lamarr i Georga Antheila, którzy zaproponowali wykorzystanie tej metody w torpedach. Patent, utajniony do lat 80., został później wprowadzony w innej formie przez armię amerykańską.
