Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS (Frequenzsprungverfahren)
Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) ist ein Funkübertragungsverfahren, bei dem die Trägerfrequenz eines Signals in rascher Folge zwischen vielen diskreten Frequenzen wechselt – entsprechend einer vorgegebenen Sprungfolge, die Sender und Empfänger kennen. Ziel ist es, Störungen zu vermeiden, Koexistenz in gemeinsam genutzten Frequenzbändern zu ermöglichen und regulatorische Vorgaben für lizenzfreie Funkkommunikation zu erfüllen.
Anwendungsbereich
FHSS wird typischerweise in lizenzfreien Frequenzbändern eingesetzt, darunter:
902–928 MHz (ISM-Sub-GHz-Band)
2,4 GHz (2400–2483.5 MHz ISM-Band)
Typische Technologien mit FHSS:
Bluetooth Classic (BR/EDR)
Zigbee im Sub-GHz-Bereich und proprietäre ISM-Systeme
Ältere WLAN-Systeme mit FHSS (vor IEEE 802.11b)
FHSS ist zulässig gemäß:
FCC §15.247 (USA)
ISED RSS-247 (Kanada)
ETSI EN 300 220 (Europa, Sub-GHz)
SRRC und andere nationale Regelwerke für lizenzfreie Geräte
Technisches Funktionsprinzip
Beim FHSS-Verfahren ändert der Sender in festen Zeitabständen – typischerweise im Millisekundenbereich oder schneller – seine Trägerfrequenz gemäß einer pseudozufälligen Folge. Diese Sequenz ist dem Empfänger bekannt und ermöglicht synchrones „Mithüpfen“.
Vorteile dieser Technik:
Weniger anfällig gegenüber Schmalbandstörungen
Schwieriger abzuhören oder zu stören (Jamming-Schutz)
Koexistenz mit anderen Geräten im gleichen Band möglich
Regulatorische Anforderungen
Beispiel: FCC §15.247
Mindestanzahl an Sprungkanälen: ≥ 75 (oder reduzierte Grenzwerte bei weniger Kanälen)
20-dB-Bandbreite pro Kanal: ≤ 1 MHz
Kanalabstand: ≥ 25 kHz oder zwei Drittel der 20-dB-Bandbreite
Maximale Sendeleistung: 1 W (conducted), bei Einschränkungen hinsichtlich des Antennengewinns
Beispiel: ISED RSS-247
Gleiche Anforderungen wie FCC bezüglich Kanalanzahl und -abstand
FHSS-Systeme müssen gleichmäßig über die definierten Kanäle springen
Bei reduzierter Kanalanzahl gelten abgeschwächte Leistungsgrenzen
Konformität und Prüfung
FHSS-basierte Geräte unterliegen der regulatorischen Prüfung und Zertifizierung, z. B.:
FCC-Zertifizierung über eine anerkannte Telecommunications Certification Body (TCB)
ISED-Zertifizierung in Kanada
Konformitätsbewertung gemäß RED / EN 300 220 in Europa
Typische Messungen umfassen:
Belegung und Verweildauer pro Kanal
Validierung der Sprungsequenz
Einhaltung von Leistungs- und Emissionsgrenzwerten