FHSS

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Die Abkürzung FHSS bedeutet: Frequency Hopping Spread Spectrum. Damit ist ein Übertragungsverfahren gemeint, das während der Sendung ständig die Sende- und Empfangsfrequenz wechselt.

Es gibt dabei die Unterscheidung zwischen Fasthoppern und Slowhoppern. Fasthopper sind Systeme, bei denen während der Übertragung eines Informationsbits mehrfach die Frequenz gewechselt wird. Bei Slowhoppern wird die Frequenz erst gewechselt, wenn ein komplettes oder mehrere Bits übertragen sind. Fasthopper sind allerdings technisch nur sehr schwer zu realisieren und im R/C-Bereich belanglos. Bei Slowhoppern wird üblicherweise ein ganzes Paket von Daten auf einer Frequenz übertragen, und für die Übertragung des nächsten Packets wird auf eine neue Frequenz gewechselt.

Für die ordnungsgemässe Funktion von FHSS-Systemen ist es essentiell, das Sender und Empfänger synchron die Frequenz wechseln. Das bedeutet, dass sowohl dem Sender als auch dem Empfänger die Hoppingsequenz, also die Abfolge der anzuspringenden Frequenzen bekannt ist und untereinander synchronisiert wird.

In der Praxis arbeiten FHSS-Systeme so, dass der zu übertragende Datenstrom in Datenpakete unterteilt wird. Ein einzelnes Paket wird in der durch das System genutzte Modulationverfahren (z.B. FSK, GMSK, QPSK, QAM o.Ä.) auf der aktuellen Frequenz innerhalb der Hoppingsequenz gesendet. Anschliessend wird die Frequenz gewechselt und das nächste Paket wird auf der neuen Frequenz übertragen. FHSS setzt also eine paketorientierte Struktur der Datenübertragung voraus und ist daher für kontinuierliche, nicht paketorientierte Datenströme weniger geeignet, da es beim Frequenzwechsel immer zu kurzen Unterbrechungen der Übertragung kommt.

Die Hoppingsequenz, also das Schema des Frequenzwechsels sollte so gestaltet sein, dass der zur Verfügung stehende Frequenzbereich möglichst vollständig ausgenutzt wird und die benutzten Frequenzen gleichmässig über diesen Bereich verteilt sind. Ferner sollten im Rahmen der Systemarchitektur soviele Frequenzen wie möglich genutzt werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass freie Frequenzen innerhalb des Arbeitsbereichs des Systems immer gefunden und genutzt werden. Allerdings werden auch alle Störer gefunden.

Daher ist es für FHSS-Systeme wichtig, das diese über ein übergeordnetes Übertragungsprotokoll verfügen, das gegen gelegentliche und kurzfristige Ausfälle in der Übertragung unempfindlich ist. Bei den gängigen R/C-Anlagen, die gemäss der hier anzuwendenden Norm EN 300328 arbeiten, ist das allerdings typischerweise gewährleistet, da die Norm Mindestbedingungen an ein FHSS-System stellt, die eine im Rahmen des Möglichen sichere Übertragung ermöglicht. Ob diese Möglichkeiten tatsächlich genutzt werden, hängt allerdings von der Systemimplementierung ab.

Wenn für jedes System eine andere Hoppingsequenz verwendet wird, ist der gleichzeitige Betrieb vieler Systeme problemlos möglich, ohne das eine Koordination durch die Nutzer erfolgen muss. Es wird zwar regelmässig zu Kollisionen der Funksysteme dadurch kommen, dass sie zur gleichen Zeit auf der gleichen Frequenz senden, aber das kommt eher selten vor und fällt durch die notwendige Resistenz der Systeme gegen einzelne Übertragungsfehler nicht ins Gewicht.

Für Systeme, die zwar unter der Bezeichnung FHSS-System verkauft werden, die o.g. Mindestanforderungen aber nicht einhalten, kann nicht davon ausgegangen werden, dass diese dem Benutzer die Vorteile und Störsicherheit von FHSS zur Verfügung stellen.


Weblinks

Spread-Spectrum Grundlagen im RC-Network Magazin