跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum , FHSS）是指用伪随机码序列进行频移键控（FSK），使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法，它利用整个带宽（频谱）并将其分割为更小的子通道。发送方和接收方在每个通道上工作一段时间，然后转移到另一个通道。这样就能保证在数据传输的时候，这样即使在通信线路收到阻碍（干扰）或者信道损坏的情况下，无线通信也能使用自动检测跳频技术，通过其他的信道正常的进行数据传输，非常适用于对于通信抗干扰要求高的应用场景。
自动跳频扩频技术的具体应用
目前在市面上采用FHSS技术所开发的产品不在少数，用途也是千变万化，但是基本理论以及应用原理是不变的，亿佰特的E62系列就是应用其跳频技术的一员，今天我们以亿佰特的 E62-433T20D为例，来具体了解一下如何实现跳频。
1.跳频指令设置
型号 | 出厂默认参数值：C0 01 0A 1A 0A 44 | ||||||
模块型号 | 频率 | 跳频ID | 信道 | 空中速率 | 波特率 | 串口格式 | 发射功率 |
E62-433T20D | 433MHz | 1 | 10 | 64kbps | 9600 | 8N1 | 100mW |
（2）跳频参数设置指令
序号 | 名称 | 描述 | 备注 | |||||||||||
0 | HEAD | 固定0xC0或0xC2，表示此帧数据为控制命令 | 必须为0xC0或C2 C0：所设置的参数会掉电保存。 C2：所设置的参数不会掉电保存。 | |||||||||||
1 | ID | 跳频序列ID（默认为01H） | 跳频ID确定跳频序列，双方必须一样。 | |||||||||||
2 | FHSS nums | 跳频信道数量（默认为0AH） | 决定跳频信道的数量，双方必须一样； 跳频信道数量越多，模块通信的抗干扰性能力越强，但通信双方的同步时间也更长；跳频信道数量越少，模块抗干扰能力越弱，同步时间会更短。 | |||||||||||
3 | SPED | 7 | 6 | 串口校验位 | 通信双方串口模式可以不同 | |||||||||
0 | 0 | 8N1（默认） | ||||||||||||
0 | 1 | 8O1 | ||||||||||||
1 | 0 | 8E1 | ||||||||||||
1 | 1 | 8N1（等同00） | ||||||||||||
5 | 4 | 3 | TTL串口速率（bps） | 通信双方波特率可以不同 ； 串口波特率和无线传输参数无关，不影响无线收发特性。 | ||||||||||
0 | 0 | 0 | 串口波特率为1200 | |||||||||||
0 | 0 | 1 | 串口波特率为2400 | |||||||||||
0 | 1 | 0 | 串口波特率为4800 | |||||||||||
0 | 1 | 1 | 串口波特率为9600（默认） | |||||||||||
1 | 0 | 0 | 串口波特率为19200 | |||||||||||
1 | 0 | 1 | 串口波特率为38400 | |||||||||||
1 | 1 | 0 | 串口波特率为57600 | |||||||||||
1 | 1 | 1 | 串口波特率为115200 | |||||||||||
2 | 保留未用 | 建议写0 | ||||||||||||
1 | 0 | 无线空中速率（bps） | 通信双方空中无线传输速率必须相同； 空中速率越低，距离越远，抗干扰性能越强，发送时间越长。 | |||||||||||
0 | 0 | 空中速率16k | ||||||||||||
0 | 1 | 空中速率32k | ||||||||||||
1 | 0 | 空中速率64k（默认） | ||||||||||||
1 | 1 | 空中速率128k | ||||||||||||
4 | CHAN | 00H-33H，对应425～450.5MHz 当跳频数量为1时，模块不进行跳频操作，工作频率固定为此位设置的频率，若跳频信道数量大于1，则此位将决定整体工作频带，即（425MHz + CHAN * 0.5MHz）到（425MHz + CHAN * 0.5MHz + FHSS_nums*0.5MHz） | 通信频率（425M + CHAN * 0.5M） （默认为0AH） | |||||||||||
5 | OPTION | 7 | 保留 | 建议写0 | ||||||||||
6 | IO驱动方式（默认1） | 该位用于使能模块内部上拉电阻； 漏极开路方式电平适应能力更强，某些情况可能需要外部上拉电阻。 | ||||||||||||
1 | TXD、AUX推挽输出，RXD上拉输入 | |||||||||||||
0 | TXD、AUX开路输出，RXD开路输入 | |||||||||||||
| 5、4、3保留未用 | 建议写0 | |||||||||||||
2 | FEC前向纠错 | 关闭FEC后，数据实际传输速率提升，但抗干扰能力减弱，距离稍近，请根据实际应用选择； 收发双方必须相同配置。 | ||||||||||||
0 | 关闭FEC | |||||||||||||
1 | 打开FEC（默认） | |||||||||||||
1 | 0 | 发射功率(大约值) | 外部电源必须提供250mA 以上电流输出能力，并保证电源纹波小于100mV； 不推荐使用较小功率发送，其电源利用效率不高。 | |||||||||||
0 | 0 | 20dBm（默认） | ||||||||||||
0 | 1 | 17dBm | ||||||||||||
1 | 0 | 13dBm | ||||||||||||
1 | 1 | 10dBm | ||||||||||||
举例说明（序号3“SPED”字节的含义）： | ||||||||||||||
该字节的二进制位 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | ||||||
具体值（用户配置） | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | ||||||
代表意义 | 串口校验位8N1 | 串口波特率为9600 | 空中速率64kbps | |||||||||||
对应的十六进制 | 1 | A | ||||||||||||
随着跳频技术的发展，其应用也越发广泛，战场通讯、GSM手机、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等中都可见到它的身影。
无线通信主要面临两方面的挑战：外部干扰和多径衰退。使用跳频技术最主要的目的就是提高通信的抗干扰能力。不过跳频本身也存在一些局限性，比如信号隐蔽性差、抗多频干扰以及跟踪式干扰能力有限等。现在大多数应用更多是将直接序列扩频和跳频进行组合应用，以提高其综合性能。
来源：亿佰特物联网实验室
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