5 / 5. 2

فهرست مطالب

فهرست مطالب

پرش فرکانسی یا (FHSS)Frequency Hopping Spread Spectrum

1- پرش فرکانسی یا Frequency Hopping

پرش فرکانسی نوعی از مدولاسیون سیگنال می باشد.

این مدولاسیون برای جلوگیری از قطع شدن و از دست رفتن بسته ها در امواج رادیویی علی الخصوص دستگاه های بلوتوثی و WIFI استفاده می شود.

اما برای اینکه بخواهیم بدانیم پرش فرکانس چیست، باید بدانیم کانال ثابت و معایب آن چیست؟

قبل از شروع توصیه می کنم، مطلب مدولاسیون سیگنال را مطالعه کنید.

2- کانال ثابت

زمانی که شما دارید به کانال رادیویی مورد علاقه خود گوش میدهید یا برنامه تلویزیونی مورد علاقه خود را تماشا می کنید، در واقع این داده ها از یک کانال ثابت عبور و به دست شما می رسد.

مثلا فرض کنید در شکل 1، ما از محدوده فرکانسی 2.4 تا 2.48 (یا باند 2.4) برای ارسال و دریافت داده استفاده می کنیم.

محور عمودی نشان دهنده فرکانس و محور افقی نشان دهنده زمان می باشند.

پرش فرکانسی - کانال ثابت
شکل 1- باند فرکانسی ثابت

2.1- معایب استفاده از کانال ثابت

همانطور که در شکل 2 مشاهده می کنید داده به طور ثابت و مستقیم از یک فرکانس مخصوص استفاده می کند. 

زمانی که تنها از یک فرکانس استفاده می کنید، مشکلات زیادی هم برای سیگنال پیش می آید.

پرش فرکانسی - کانال ثابت
شکل 2 - انتقال داده بر روی کانال ثابت

2.1.1- تداخل یا Interference

زمانی رخ می دهد که دو یا چند شبکه مجاور، از فرکانس های رادیویی مشابه برای انتقال اطلاعات خود استفاده می کنند. این باعث می شود تا امواج روی یکدیگر بیفتند و اطلاعات خراب شوند.

2.1.2- گیرافتادن یا Jamming

قطع شدن یا ضعیف شدن سیگنال های رادیویی توسط یک سیگنال بسیار قوی که از همان فرکانس استفاده می کند. سیگنال قوی، سیگنالی هست که طول دامنه اش بزرگ می باشد.

مثلا در برخی سازمان ها یا ساختمان ها (ساختمان های برگزاری کنکور)، آنتن دهی موبایل ها را با استفاده از یک سیگنال قوی، قطع می کنند.

2.1.3- استراق سمع یا Interception

این امواج چون از کانال ثابت رد می شوند، در نتیجه همه و به راحتی می توانند به آن ها دسترسی پیدا کنند. 

مثلا امواج رادیو و تلویزیون چون از فرکانس ثابت استفاده می کنند، توسط همه به راحتی قابل دسترس هستند.

3- پرش فرکانسی چگونه کار می کند؟

پرش فرکانسی یا Frequency-Hopping Spread Spectrum  یکی از انواع مدولاسیون می باشد.

در این روش باند فرکانسی را به چند کانال فرکانسی باریک تقسیم می کنیم که پنهای هر کانال 1 مگاهرتز می باشد.

البته در تکنولوژی های مختلف، پهنای باند این کانال ها متفاوت هستند.

مثلا در شکل 3، کانال رو از پایین به بالا تقسیم بندی می کنیم که در اینجا از F1 تا Fn نامگذاری شده اند.

پرش فرکانسی - تقسیم بندی کانال
شکل 3 -تقسیم بندی کانال فرکانس

همینطور نوار افقی که نمایانگر زمان می باشد را به بخش یا Hop های کوچیکتر تقسیم و آن ها را T1 ، T2 و … برچسب زدیم.

در شکل 4 از سمت چپ به راست زمان را به Hop های کوچیک تر تقسیم کرده ایم.

پرش فرکانسی - تقسیم بندی زمان
شکل 4 - تقسیم بندی زمان

در کانال های ثابت سیگنال مثلا فقط از کانال F7 عبور می کند ولی در پرش فرکانسی کانال بر اساس زمان متفاوت می باشد.

مثلا در شکل 5، می بینیم که سیگنال در زمان T1 از کانال F2 و در زمان T2 از کانال F5 عبور کرده است. 

 

پرش فرکانسی
شکل 5 - پرش فرکانسی

3.1- الگوی پرش فرکانسی

پرش سیگنال از فرکانسی به فرکانس دیگر بعد از چند Hop Time دوباره تکرار می شود. به این تکرار الگوی پرش گفته می شود. 

مثلا در شکل 4، الگوی پرش ما به صورت F2، F5، F3، F6، F1، F6 و F4 می باشد.

اما این سوال پیش می آید که گیرنده چطور می داند که در چه زمانی باید به کدام کانال گوش دهد؟

جواب آن است که فرستنده و گیرنده قبل از ارسال اطلاعات، بر روی الگوی پرش فرکانسی به توافق میرسند.

در این روش فرستنده های مختلف از الگوهای پرش مختلفی در زمان های متفاوت استفاده می کنند.

 در نتیجه احتمال تداخل، استراق سمع و گیرافتادن به مقدار قابل توجهی کم می شود.