Frequenzhopping

Frequenzhopping, auch bekannt als Frequency Hopping, ist eine Spread-Spectrum-Technik, bei der der Trägerfrequenz eines Signals rasch in festgelegten Intervallen nach einem vorab geteilten, pseudorandomen Sprungmuster wechselt. Durch das wiederholte Wechseln der Frequenz über ein Sprungfeld lassen sich Störungen in einzelnen Spektralbereichen besser kompensieren, wodurch die Kommunikation robuster gegenüber Störsignalen und teilweise auch gegen Abhören wird.

Funktionsweise: Sender und Empfänger sind synchron auf das Sprungmuster abgestimmt. In kurzen Zeitabschnitten, den sogenannten Dwell Times, wird die Frequenz gewechselt; jede Frequenz dient als Teilkanal. Mehrere Benutzer können denselben Frequenzbereich nutzen, indem sie unterschiedliche Sprungmuster verwenden, was als Frequency-Hopping-Multiple Access (FHMA) bezeichnet wird.

Historische Einordnung: Das Konzept geht auf das Patent von Hedy Lamarr und George Antheil von 1941 zurück, das eine sprunghafte Übertragung zur Abwehr von Jammern vorsah. Militärische Anwendungen folgten in den folgenden Jahrzehnten. In der zivilen Kommunikation fand FHSS in den 1980er/1990er Jahren Eingang in verschiedene Systeme; Bluetooth Classic verwendet FHSS in der Anfangszeit, während moderne WLAN-Standards überwiegend andere Techniken wie DSSS oder OFDM einsetzen.

Vor- und Einschränkungen: FHSS bietet erhöhte Robustheit gegenüber Narrowband-Jamming, erleichtert das Spektrumsmanagement und erschwert das Abhören unter bestimmten Bedingungen. Die Sicherheit hängt stark von der Geheimhaltung und der Komplexität des Sprungmusters ab; es handelt sich jedoch nicht um einen eigenständigen Sicherheitsmechanismus. Regulatorisch ist FHSS in vielen Ländern eingeschränkt oder reglementiert, etwa hinsichtlich Sprungrate, Frequenzbereich und Spreading-Faktor.