영어: Frequency Hopping
관련기술: Spread Spectrum
무선망에서 송,수신부에서 데이터통신에 쓰이는 주 주파수를 일정한 함수에 따라 바꾸면서 통신하는 기법을 말한다. CDMA 랑은 크게 관련없음.[1]
어떻게 작동하는 가 하면, 상호 송수신 하게 될 장비에서 다상 멱 잉여류 수열(Polyphase power residue sequences)에 근거한 주파수 채널 변조용 목록[2]을 만들어서 전송하는 신호에 도약코드(Hopping Code) 형식으로 삽입한다.
| ■■■■□☆■■■■□☆■■■■□☆■■■■□☆■■■■□☆■■■■□☆...... ■:데이터 스트림 □:호핑 코드 ☆:튜닝 갭 00:00:05 <처음의 하얀 네모 위치 시간> Tx(송신측):2334.1503Mhz -> Rx(수신측):2334.1503Mhz Tx 에서 호핑 코드 전송 -> Rx 에서 호핑 코드 수신 -> Tx 에서 Rx 로 수신됨을 확인 -> 통신 종료 호핑 코드는 ???????? -> 디코드 후 값:2334.1865Mhz 00:00:06 <별표 시간> Tx,Rx 는 시간적으로 동일 시점에서 RF 단을 다시 튜닝. 00:00:07 <별표 시간> Tx(송신측):2334.1865Mhz -> Rx(수신측):2334.1865Mhz Tx 에서 Rx 로 디바이스 UUID 전송 -> Rx 에서 대조 -> if(통신하던 기기==TRUE){ Rx 의 Tx -> Tx 의 Rx 로 허가} 00:00:08 <뒤의 검정 시간> 데이터 전송 |
간단한 예시
당연하지만, 초기 구동시에는 반드시 서로 동기화가 되어있어야 한다. 의사잡음의 생성은 시간과 주파수를 고려하기 때문에 특정 시간에 특정 주파수로 동기화 되어야 작동 가능. 이 이후부터는 알아서 된다. 블루투스를 생각해보면 좋을듯.
이 기법을 사용하는 것으로 특히 RC 헬기가 많은데, 아직 헬기용 UAV 프로세서가 없어서 조종중에 주파수 교란으로 인한 락이 걸리면 그대로 추락이기에 조종기와 수신기에 FH 를 이용한 데이터통신을 하도록 한다. 단 이것도 2.4Ghz[3]라는게 함정. 멀리못보낸다.
다른 응용분야로는 산업 분야에서 고신뢰성 무선 네트워크를 구축하기 위해 사용되는 경우가 있다. 주파수를 계속 바꿔가며 통신하기 때문에, 특정 주파수에 외부 간섭 등이 발생해도 통신 자체는 끊어지지 않고 계속 유지될 수 있다.
하드웨어적인 관점에서, PLL 에 의해 발생되는 반송자 주파수를 그렇게나 자주 바꿀 수 있도록 하는것보단[4] 해당 밴드 내에서 초고속으로 튜닝할 수 있는지가 가장 큰 문제이다. 슈퍼 헤테로다인 수신방식[5]이라면 약간의 여유가 있지만, 현대적인 무선 모뎀은 대부분 RF->IF 의 집적변환을 사용하기에 RF 단 튜닝을 급격하게 바꾸기 힘들다.[6]
군사용으로도 굉장히 중요하게 사용되는 방식인데, 단일 주파수의 전파를 계속 사용할 경우 적군이 도청을 하거나, 레이더에서 방출되는 전파를 알아차리기 쉬워지기 때문에 오늘날 대부분의 군용 무전기나 레이더는 주파수 도약식이다. 전자전에서 세계 최고의 기술력을 가진 것으로 알려진 미군의 최신 레이더 같은 경우는 초당 수천번 이상 주파수를 도약시켜서 적이 자신이 탐지당하고 있다는 것을 전혀 알아차리지 못하게 할 정도라고 한다.- ↑ CDMA 는 확산 스팩트럼 기반 통신기법이긴 하나, 주파수 도약을 하지 않는다. 기지국의 비어있는 채널에서 빈 주파수를 할당받으며, 그 주파수 내에서 부호화된 통신을 하여 다른 기기의 데이터스트림은 잡음으로 처리하는것.
- ↑ 의사잡음(pseudo noise)이라고 한다. 퀼컴이 좋아하는 것.
- ↑ ISM 대역이라 인증이 복잡하지 않음.
- ↑ 이건 크게 어렵지 않다.
- ↑ 중간주파수가 있는것
- ↑ 여기서의 튜닝은 RF의 기본적인 원리와 같게, 회로의 공진주파수를 해당 RF 주파수로 바꾸기 위해 앰플리파이어의 RLC 값들을 변경하는 것이다. 소형 원칩 무선소자는 이것이 생각보다 수월하지만, 큰 출력의 장비일수록 튜닝에 들어가는 시간은 길어진다. 특히, 목적 주파수가 현재 설정된 주파수와 차이가 클 경우 더 길어짐.