Frequency Hopping

Was ist Frequency Hopping?

Frequency Hopping (auch „Frequenzsprungverfahren“) beschreibt eine Funktechnik, bei der ein Sender und ein Empfänger nicht dauerhaft auf einem einzigen Funkkanal kommunizieren, sondern in kurzen Zeitabständen gemeinsam zwischen mehreren Kanälen wechseln. Ziel ist, die Auswirkungen von Störungen, Überlagerungen durch andere Funkteilnehmer oder ungünstigen Funkbedingungen zu minimieren.

Anschaulich lässt sich das mit einem Gespräch in einer lauten Umgebung vergleichen: Statt die ganze Zeit in derselben Ecke zu sprechen (ein fester Kanal), wird immer wieder an einen anderen Ort gewechselt. Ist es an einer Stelle kurz zu laut, bleibt das Gespräch trotzdem verständlich, weil an anderen Stellen bessere Bedingungen herrschen.

Wofür wird Frequency Hopping eingesetzt?

Frequency Hopping wird überall dort genutzt, wo Funkverbindungen zuverlässig funktionieren müssen – auch in Umgebungen mit vielen Störquellen oder hoher Belegung des Frequenzbands. Typische Einsatzfelder sind:

• Industriefunk und IoT/IIoT (z. B. Sensoren, Gateways, drahtlose Module in Maschinenumgebungen)
• Robuste Kurzstreckenkommunikation in Gebäuden mit vielen parallelen Funknetzen
• Funkverbindungen in EMV-kritischen Umgebungen, in denen elektrische Antriebe, Schaltregler oder Leistungselektronik Störfelder erzeugen
• Systeme mit vielen Teilnehmern, bei denen sich mehrere Verbindungen ein Frequenzband teilen müssen

In der Elektronikentwicklung spielt Frequency Hopping vor allem bei der Auswahl und Auslegung von Funkmodulen, Antennenkonzepten und der EMV-gerechten Systemintegration eine Rolle.

Wie funktioniert Frequency Hopping in der Praxis?

Damit Frequency Hopping funktioniert, müssen Sender und Empfänger synchron arbeiten. Praktisch bedeutet das:

• Es gibt eine vordefinierte Kanalfolge (oder eine pseudozufällige Sequenz), nach der die Frequenzen gewechselt werden.
• Beide Seiten wechseln im gleichen Timing (z. B. alle x Millisekunden) auf den nächsten Kanal.
• Daten werden in kurzen Paketen übertragen; fällt ein Kanal wegen Störung kurz aus, können Pakete auf nachfolgenden Kanälen erneut übertragen oder fehlerkorrigiert werden.
• Häufig werden „schlechte“ Kanäle erkannt und gemieden (z. B. wenn dauerhaft Interferenzen auftreten).

Für die Praxis in Entwicklung und Fertigung heißt das auch: Neben dem Funkchip selbst sind saubere Randbedingungen entscheidend – etwa eine stabile Stromversorgung, ein geeignetes Layout (inkl. HF-Designregeln), eine passende Antenne und eine robuste Firmware-Konfiguration des Funkstacks.

Warum ist Frequency Hopping für Unternehmen relevant?

Für Unternehmen ist Frequency Hopping vor allem ein Baustein, um Zuverlässigkeit und stabile Produktfunktion im Feld abzusichern – insbesondere dort, wo Funk nicht „nice to have“, sondern funktional kritisch ist. Aus Projektsicht ergeben sich typischerweise diese Effekte:

• Höhere Robustheit gegen Störungen: Weniger Verbindungsabbrüche und weniger Kommunikationsfehler, was Ausschuss, Nacharbeit und Servicefälle reduzieren kann.
• Bessere Planbarkeit der Systemqualität: Funk wird weniger stark von einzelnen „Problemfrequenzen“ abhängig, was die Abnahme und Validierung erleichtern kann.
• Risiko- und Kostenkontrolle: Störungen, die erst nach dem Serienstart auffallen, sind teuer. Ein geeignetes Funkverfahren kann das Risiko im Betrieb senken.
• Time-to-Market: Wenn Funkkonzepte von Beginn an robust ausgelegt sind, reduzieren sich Iterationen in Tests (z. B. Reichweiten- und Störfestigkeitstests).

Im Zusammenspiel mit EMV, guter Hardwareauslegung und passender Firmware ist Frequency Hopping damit ein typisches Thema, das Entwicklung und spätere Serienzuverlässigkeit direkt verbindet.

Im Kontext komplexer Geräte und Baugruppen ist Frequency Hopping häufig Teil eines Gesamtsystems aus Hardware, Firmware und Fertigungsprozessen – mehr Einordnung dazu findet sich im Überblick zu unserem Full Service EMS.