Псевдослучайная перестройка рабочей частоты

Псевдослучайная перестройка рабочей частоты (FHSS — англ. frequency-hopping spread spectrum) — метод передачи информации по радио, особенность которого заключается в частой смене несущей частоты. Частота меняется в соответствии с псевдослучайной последовательностью чисел, известной как отправителю, так и получателю. Метод повышает помехозащищённость канала связи.

Для построения сигнала используется частотно-временная матрица, каждый столбец которой является временной позицией, а строчки соответствуют условному номеру частоты.

Применение

Метод псевдослучайной перестройки рабочей частоты (ППРЧ) используется как в военной (например, Link 16), так и в гражданской сфере: сигнал, передающийся с использованием данного метода, устойчив к глушению сигнала (до того момента, пока третья сторона не знает используемую последовательность чисел), что позволяет его использовать в военных целях (однако сигнал все равно требует дополнительного шифрования).

В гражданской сфере ППРЧ используется, например, в персональных переносных радиостанциях технологии eXtreme Radio Service (eXRS): рация «прыгает» по 50 частотам из доступных 700, что позволяет получить десять миллиардов уникальных частотно-временных матриц, которые используются в этой технологии как каналы. Таким образом, благодаря огромному количеству каналов, почти невозможно встретить других пользователей данной технологии на случайном канале. Также, из-за того, что частота постоянно меняется, становится невозможным прослушивание сигнала с помощью свободно доступных радиосканеров^[англ.].

Метод используется в Bluetooth. Сходный метод с более редким изменением частот (Slow frequency hopping) может применяется в GSM^[1]^[2]

Новые возможности

Основным недостатком ППРЧ является низкая скорость передачи данных. Поэтому в последнее время появились идеи симбиоза метода ППРЧ c широкополосными сигналами, например, на основе DSSS ^[3], OFDM (ППРЧ с изменением частоты в пределах множества ортогональных несущих^[4] либо ППРЧ со сменой несущей частоты одновременно для всего ансамбля OFDM-поднесущих^[5]^[6]^[7]), N-OFDM^[5]^[6], FBMC^[6]. Такой подход позволяет сохранить преимущества метода ППРЧ, дополнив их возможностью реализации высокоскоростной цифровой связи.

Принцип комбинации ППРЧ и OFDM (N-OFDM) ^[5]^[7]

Примечания

↑ Nyberg H., Craig, S., Magnusson S., Edgren, E. Collision properties of GSM hopping sequences/The 11th IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), 2000, pp. 1004—1008
↑ Архивированная копия (неопр.). Дата обращения: 22 ноября 2016. Архивировано из оригинала 22 ноября 2016 года.
↑ Николаев В., Гармонов А., Лебедев Ю. Системы широкополосного радиодоступа 4 поколения: выбор сигнально-кодовых конструкций.// Первая миля. - № 5 - 6. – 2010. - С. 56 – 59. [1] Архивная копия от 20 августа 2017 на Wayback Machine
↑ Зайцев С.В. Інформаційна технологія побудови системи OFDM з внутрібітовою псевдовипадковою перебудовою піднесучих частот в умовах впливу навмисних завад/ С.В. Зайцев, В.В. Приступа, А.В. Яриловець// Вісник Чернігівського державного технологічного університету// № 4 (61), 2012 – С. 131-140. [2] Архивная копия от 20 августа 2017 на Wayback Machine
↑ ¹ ² ³ Патент Украины на полезную модель № 122771. МПК H04B 3/60 (2006.01), H04B 1/58 (2006.01), H04B 1/56 (2006.01). Способ повышения скорости передачи данных сигналами с псевдослучайной перестройкой частоты./ Слюсар В.И.- Заявка на выдачу патента Украины на полезную модель № u201707800 от 25.07.2017.- Патент опубл. 25.01.2018, бюл. № 2. [3] Архивная копия от 26 января 2018 на Wayback Machine
↑ ¹ ² ³ Слюсар В.І. Пропозиції щодо удосконалення LІNK-16.// X науково-практична конференція “Пріоритетні напрямки розвитку телекомунікаційних систем та мереж спеціального призначення”. – Київ: ВІТІ. - 9 – 10 листопада 2017 року. [4] Архивная копия от 1 декабря 2017 на Wayback Machine
↑ ¹ ² Слюсар В.И. Персональный хаб как элемент экипировки.//Озброєння та військова техніка. - №1 (17). – 2018. - C. 79 - 84. [https://web.archive.org/web/20180829204809/http://slyusar.kiev.ua/Individual_HUB.pdf Архивная копия от 29 августа 2018 на Wayback Machine]

[1] Nyberg H., Craig, S., Magnusson S., Edgren, E. Collision properties of GSM hopping sequences/The 11th IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), 2000, pp. 1004—1008

[2] Архивированная копия (неопр.). Дата обращения: 22 ноября 2016. Архивировано из оригинала 22 ноября 2016 года.

[3] Николаев В., Гармонов А., Лебедев Ю. Системы широкополосного радиодоступа 4 поколения: выбор сигнально-кодовых конструкций.// Первая миля. - № 5 - 6. – 2010. - С. 56 – 59. [1] Архивная копия от 20 августа 2017 на Wayback Machine

[4] Зайцев С.В. Інформаційна технологія побудови системи OFDM з внутрібітовою псевдовипадковою перебудовою піднесучих частот в умовах впливу навмисних завад/ С.В. Зайцев, В.В. Приступа, А.В. Яриловець// Вісник Чернігівського державного технологічного університету// № 4 (61), 2012 – С. 131-140. [2] Архивная копия от 20 августа 2017 на Wayback Machine

[Slyusar-5] ¹ ² ³ Патент Украины на полезную модель № 122771. МПК H04B 3/60 (2006.01), H04B 1/58 (2006.01), H04B 1/56 (2006.01). Способ повышения скорости передачи данных сигналами с псевдослучайной перестройкой частоты./ Слюсар В.И.- Заявка на выдачу патента Украины на полезную модель № u201707800 от 25.07.2017.- Патент опубл. 25.01.2018, бюл. № 2. [3] Архивная копия от 26 января 2018 на Wayback Machine

[Slyusar1-6] ¹ ² ³ Слюсар В.І. Пропозиції щодо удосконалення LІNK-16.// X науково-практична конференція “Пріоритетні напрямки розвитку телекомунікаційних систем та мереж спеціального призначення”. – Київ: ВІТІ. - 9 – 10 листопада 2017 року. [4] Архивная копия от 1 декабря 2017 на Wayback Machine

[Slyusar2-7] ¹ ² Слюсар В.И. Персональный хаб как элемент экипировки.//Озброєння та військова техніка. - №1 (17). – 2018. - C. 79 - 84. [https://web.archive.org/web/20180829204809/http://slyusar.kiev.ua/Individual_HUB.pdf Архивная копия от 29 августа 2018 на Wayback Machine]

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]