Systémy s technikou frekvenčního skákání

Abstract

Tato bakalářská práce pojednává o systémech využívajících techniku frekvenčního skákání (Frequency Hopping - FH). Uvedena je stručná historie techniky frekvenčního skákání, její následný vývoj společně s technologií adaptivního frekvenčního skákání (Adaptive Frequency Hopping - AFH). U samotného AFH je popsán obecně princip činnosti, kterým se odlišuje od původní techniky FH. Dále jsou popsány výhody i nevýhody frekvenčního skákání spolu s rozdělením na rychlé (FFH) a pomalé (SFH) skákání. Popsáno je několik armádních komunikačních systémů (např. SINCGARS, Eritac, MRR, Panther V-EDR a další), ale i komerčních systémů (např. celosvětově rozšířený systém Bluetooth). Uvedené systémy využívají digitální modulace, v práci jsou znázorněny celkem tři základní digitální modulace (ASK - Amplitude Shift Keying, FSK - Frequency Shift Keying a PSK - Phase Shift Keying). Dále jsou uvedeny základní typy rozprostření spektra (FHSS, DSSS, OFDM), které se využívají. Podrobněji je popsán typ rozprostření spektra FHSS, jelikož rozprostření signálu je dosaženo technikou frekvenčního skákání. U jednotlivých systémů se také setkáváme se zabezpečením radiového přenosu informace proti chybám, které je často realizováno technikami FEC (Forward Error Correction) a ARQ (Automatic Repeat Query). Praktická část bakalářské práce, s využitím programového vybavení Matlab, znázorňuje funkci adaptivního frekvenčního skákání (AFH) při komunikaci dvou zařízení Master-Slave v prostředí, kde je v činnosti více systémů představující pro komunikaci rušení. Tohle rušení je způsobeno statickými i dynamickými rušiči, pracujícími ve stejném pásmu jako zařízení Master-Slave.This bachelor´s thesis deals the systems, which use the Frequency Hopping (FH). The brief history of frequency hopping and its development together with Adaptive Frequency Hopping technology (AFH) is introduced. The general function principle of AFH, which differs AFH from FH, is described. Advantages and disadvantages of frequency hopping and its division into fast (FFH) and slow (SFH) are described next. Some of military communication systems (e.g. SINCGARS, Eritac, MRR, Panther V-EDR and next) as well as some of commercial systems (e.g. worldwide-spread Bluetooth system) are introduced. Mentioned systems use digital modulations, three of basic digital modulations are demonstrated (ASK - Amplitude Shift Keying, FSK - Frequency Shift Keying and PSK - Phase Shift Keying). Basic types of used spectrum spreading (FHSS, DSSS, OFDM) are mentioned next. The FHSS type of spectrum spreading is described in more detail, because the spectrum spreading is done by frequency hopping. Particular systems contain error control of radio transmission of information, which is realized by FEC (Forward Error Correction) and ARQ (Automatic Repeat Query) techniques. Practical part of the bachelor´s thesis demonstrates, with usage of Matlab programme, adaptive frequency hopping function (AFH) during communication of Master-Slave devices, where more systems are active. This causes the interference of the communication. This interference is caused by static and dynamic jammers, that work in the same band as the Master-Slave devices.