2.4G跳频方法讨论

DDAI · 发表于 2011-4-27 10:22:26

打算用2.4G模块做玩具遥控器，希望能做的同时10个人以上一起玩。
所用2.4g模块最多支持40个通道，现在的问题是如何实现发射和接受相互配对。
我的思路是这样的：
1、开机时，不管发射还是接受，都默认为通道0。
2、然后，遥控器检查通道0是否被占用。如果占用，跳转至通道1，继续检查；若没占用，则通知接受端此通道可用。
也就是说，由遥控器依次扫描各通道，当检测到可用通道时。通过通道0，告诉接收端要跳转的目的通道。如此实现调频。
3、为配合扫描顺利进行，已配对的接受端，检测到遥控器扫描时，回发‘此通道已占用’。

举例描述:
假设有AT、AR，BT、BR两对，AT(发射)、AR(接收)已完成配对，且占用通道0。此时，启动BT、BR，流程如下：
1、BT使用通道0，发送‘此通道有没有人用啊？’
2、AR‘听到’BT喊话，回答说，‘不好意思，我在用’
3、于是BT跳转至通道1，继续，‘此通道有没有人用啊？’
4、等了许久，没人回答。确定通道1，空闲。于是返回通道0，发送‘去1通道吧，那里安静’
5、BR听到，于是跳转至通道1，继续接收。当然AR也能听到，只是它笑而不答，名花有主，不予理睬。
6、至此，跳频还差最后确认。即BT也跳转至1通道，喊‘你来了吗？’，BR回答，‘傻啊，俺就在你身后’

整个调频过程，对发射端来说。要做三件事，检测通道是否空闲、由通道0发送目的通道、确认接收端已跳频。
接收端也要做三件事，等待目的通道、跳转后确认和回复通道忙。

以上跳频思路，还没有编程实验。想先听听各位的意见。

DDAI · 发表于 2011-4-28 15:11:22

上午编程测试，用两对收发来实验，效果不错。
跳频的主要思路还是如一楼所说，即以发射端扫描为主,接收端只响应跳频。但具体操作做了很大程度的精简。
精简后,接收端(已对频或者是等待对频)不回发任何指令,只进行自动ACK响应。这样做的好处是，对已获取频道的模块几乎无影响。

具体步骤如下:
一、模块配置
      1、允许自动ACK。就是接收到正确的频道、数据长度、校验码后，由2.4G模块自动回发一个确认信息。
      2、初始化发射端频道为0，接收端39。共0-39四十个频道。

二、发射端跳频流程
      1、自频道0发射数据(所发射数据应不同于正常工作时的数据)。每2ms发射一次，若收到ACK，说明此频道已被占用；
         若200ms内仍未收到ACK，则认为此频道空闲。
      2、收到ACK后,发射端切换至下一频道。继续执行流程1。
      3、200ms内未收到ACK，标记当前通道为空闲。遥控器跳至频道39(接收端的初始化频道)，将空闲通道号发送至接收端。
      4、当收到接收端的ACK后，遥控器切换至空闲通道。完成跳频。

三、接收端跳频流程
      1、配置为接收模式(频道=39)，等待接收数据。
      2、收到数据后，检测是否为跳频指令，若不是，继续接收。若是，提取目的频道，切换至目的频道。完成跳频。

fsclub · 发表于 2011-4-28 15:17:04

如果BT在通道1发现没有人用，回通道0喊BR去通道1的时候，此时如果通道0上有其它AT与AR在通信，你能喊得答应就怪了。这样你的发射与接收都傻了。

我觉得应该让发射机在每个通道等候比如100MS，假如有10个通道，那么让而接收机在每个通道喊10MS，如果发射在100MS内没有听到回答则自动跳到下一个通知轮询。这样可以保证发射在每个通道都有时间可以等到接收的ACK。不依赖于其它通信。

最好采用滚动码的算法，用一个唯一ID作密钥，让发射接收自己算下一个通信通道是哪一个才是王道。不然如果发射接收一多，都自动跳到下一个有序的、一致的、可以预见的通道通信，可能也会堵塞，要让发射接收的通道是“随机”的才好。
当然配对的时候可以固定通道或者有顺序的更改难道，让发射机把唯一ID传出去让接收机保存，就算配对了，至于下一次在哪个通道上，由算法决定。可以参考MICROCHIP的滚动码算法。

以上愚见，请高手指正。

DDAI · 发表于 2011-4-28 15:33:36

(原文件名:1.jpg)

(原文件名:2.jpg)

(原文件名:3.jpg)

上传图片太慢啦~....

DDAI · 发表于 2011-4-28 15:35:30

(原文件名:4.jpg)

(原文件名:5.jpg)

(原文件名:6.jpg)

DDAI · 发表于 2011-4-28 17:14:18

回复【2楼】fsclub 绿林好汉
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感谢 fsclub 绿林好汉回复。
我接触2.4G不到两个星期，很多东西不懂，是个地道的菜鸟

跳频思路是自己想的，没做太多测试，肯定会有不少问题，所以提出来让大家讨论下，希望能进一步改善。
MICROCHIP的滚动码算法，不懂，正打算Google一下嘿嘿

(修改打字错误)

fsclub · 发表于 2011-4-28 17:31:23

我也是外行。凭空想的。商品机例如航模遥控跳频很成熟，不知道怎么实现的，有叫AFHSS或者FHSS的。

sdram · 发表于 2011-4-28 17:51:47

参考BT的跳频。许多东西已经有人研究了，没有必要自己从头来。

STM32_Study · 发表于 2011-4-28 18:51:31

有兴趣

围观～～

DDAI · 发表于 2011-4-28 19:54:14

回复【8楼】sdram
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'BT的跳频'是什么

DDAI · 发表于 2011-4-28 20:18:00

回复【7楼】fsclub 绿林好汉
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回复【8楼】sdram
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参考了两位的提示，应该是我没有说清楚。
2.4G模块有40个频段，我只需要在开机的时候让发射接收选择一个频段，并一直工作于此频段。
至于选择频段以后，根据信号的强弱自动跳频，这个问题目前还不用考虑。

Jigsaw · 发表于 2011-4-28 20:24:12

呃
楼主的汇编功力不错啊

wcm_e · 发表于 2011-4-28 20:25:48

学习

fsclub · 发表于 2011-4-28 20:29:47

回复【11楼】DDAI
回复【7楼】fsclub 绿林好汉
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回复【8楼】sdram
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参考了两位的提示，应该是我没有说清楚。
2.4g模块有40个频段，我只需要在开机的时候让发射接收选择一个频段，并一直工作于此频段。
至于选择频段以后，根据信号的强弱自动跳频，这个问题目前还不用考虑。
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2.4G就是要不断的跳，因为别人在跳，不然你的不稳定。

如果你真的只是配对的时候跳频，那就照我说的，发射机守株待兔。

DDAI · 发表于 2011-4-28 21:56:46

回复【9楼】STM32_Study
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咋突然想起那么一句话 ‘有钱的捧个钱场，没钱的捧个人场’ 哈哈...

DDAI · 发表于 2011-4-28 21:57:39

回复【12楼】Jigsaw
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第一次有人这么说

DDAI · 发表于 2011-4-28 22:11:32

回复【14楼】fsclub 绿林好汉
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我觉得应该让发射机在每个通道等候比如100MS，假如有10个通道，那么让而接收机在每个通道喊10MS，如果发射在100MS内没有听到回答则自动跳到下一个通知轮询。这样可以保证发射在每个通道都有时间可以等到接收的ACK。不依赖于其它通信。

最好采用滚动码的算法，用一个唯一ID作密钥，让发射接收自己算下一个通信通道是哪一个才是王道。不然如果发射接收一多，都自动跳到下一个有序的、一致的、可以预见的通道通信，可能也会堵塞，要让发射接收的通道是“随机”的才好。
当然配对的时候可以固定通道或者有顺序的更改难道，让发射机把唯一ID传出去让接收机保存，就算配对了，至于下一次在哪个通道上，由算法决定。可以参考MICROCHIP的滚动码算法。

2.4G就是要不断的跳，因为别人在跳，不然你的不稳定。

如果你真的只是配对的时候跳频，那就照我说的，发射机守株待兔。

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唯一ID的想法挺好
发射机守住待兔，刚才好像想明白了，但越想越糊涂(哈哈，太笨啦) ... 等明天给你答复

DDAI · 发表于 2011-4-29 09:24:45

回复【14楼】fsclub 绿林好汉
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发射机守株待兔，这样可以保证在每个轮询(100ms)内，发射接收有效通信。
开机后第一件事是寻找一个空闲的频道。而轮询方法的用处好像不在于此？

等正常工作后，如需跳频，轮询方法、唯一ID及滚动码应该是可以参考的。
目前，我的想法是:
1、只要不同的收发工作于不同的频道，彼此应该不会有干扰(每次收发前都有频率矫正)。
2、为保证不被干扰，每对收发都(在开机对频成功后)分配一个随机的ID。这样即便接收到错误指令,由于ID不同，也不会解析。
3、若与其他2.4g产品工作于同一频道，无法正确接收时，发射端会随机选择适当的间隔重发。时分复用，依旧可以保持通信的实时性。

补充下产品特点:
1、遥控指令最多5个字节
2、收发只要在200ms内成功通信一次即可
3、2.4G模块控制速率1M

DDAI · 发表于 2011-4-29 10:58:13

测试视频
http://player.youku.com/player.php/sid/XMjYyNzAyNTEy/v.swf

四个2.4G模块，屏幕上半部分的两个是发射，下半部分两个是接受。
首先左侧上下配对、右侧上下配对
然后交叉配对

jonyes · 发表于 2011-4-29 23:31:51

楼主的跳频方法在简单应用时是没问题的!
但,当多个遥控器同时操作时RF信号会发生碰撞,导致遥控失灵!

fsclub · 发表于 2011-4-29 23:47:41

看看成品的FRSKY的跳频通信，几十个频道不停地换
http://www.rcmodelreviews.com/frskyreview.shtml

(原文件名:frsky01s.jpg)

DDAI · 发表于 2011-4-30 16:15:42

回复【20楼】jonyes
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回复【21楼】fsclub 绿林好汉
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说实话，我有被吓到，哈哈~ 没想到2.4G需要考虑这么多问题！
按照当初的设想，收发正常工作后，在固定的频道通信，不跳频。所以，重点放在了初始化自动选择频道的问题上。
今天上午参考TCP/IP协议的三次握手，并仿照重写了收发端初始化选频程序。

目前来说，是我把问题考虑的过于简单。
感谢 jonyes fsclub 绿林好汉的提醒和建议！

接下来先要装机测试,根据性能要求再做进一步打算。
真希望现在就OK，别再需要跳频，哈哈~
如果实在躲不过去，只能硬着头皮啃啦~~

jonyes · 发表于 2011-4-30 16:25:05

回复【22楼】DDAI
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你的思路是非常正确!

你可以参照 TCP/IP 的协议根据你的产品自己设计一套通信协议!

还有你要考虑遥控器发射端的工作电流!

fsclub · 发表于 2011-4-30 16:28:05

回复【22楼】DDAI
回复【20楼】jonyes
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回复【21楼】fsclub 绿林好汉
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说实话，我有被吓到，哈哈~ 没想到2.4g需要考虑这么多问题！
按照当初的设想，收发正常工作后，在固定的频道通信，不跳频。所以，重点放在了初始化自动选择频道的问题上。
今天上午参考tcp/ip协议的三次握手，并仿照重写了收发端初始化选频程序。
目前来说，是我把问题考虑的过于简单。
感谢 jonyes fsclub 绿林好汉的提醒和建议！
接下来先要装机测试,根据性能要求再做进一步打算。
真希望现在就ok，别再需要跳频 ......
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兄弟，你不要想着2.4G是你的专属频率。
你的机机可以不互相干扰，但2.4G是公共频率，有许多短距离无线设备在同时工作，你能想到有多忙吗？
蓝牙、WIFI、甚至键盘鼠标都要与你抢频率资源，还有大功率的无线数传图传装置等
一旦同频，那基本上不大可能正常通信的，所以要不断的跳，不断地变，有句话叫总有个频率适合你！

ndust · 发表于 2011-5-24 17:48:01

alexant · 发表于 2011-6-8 00:22:28

mark

cyberjok · 发表于 2011-6-8 07:20:06

回复【8楼】sdram
参考bt的跳频。许多东西已经有人研究了，没有必要自己从头来。
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什么BT算法?

rafd · 发表于 2011-6-8 08:11:45

支持

gloryzkl · 发表于 2011-6-8 09:34:07

汇编…厉害…

tian179587568 · 发表于 2011-6-10 12:04:21

可以参考一下这篇文档 http://www.doc88.com/p-91394975161.html 我最近也在学习2.4g的跳频，有机会多交流

zzzzy · 发表于 2011-6-10 12:25:41

回复【10楼】DDAI
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BT=蓝牙？

cdlpop · 发表于 2011-6-10 12:30:31

mark

iamten · 发表于 2011-7-12 02:42:17

看到有人讨论2.4G的问题,请各位高手帮我解决个问题:
我有一套雷柏1800无线键盘鼠标套装,还多买了一个接收器(假设原装接收器为A,另买的接收器为B),通过对码,AB接收器都能单独正常接收使用,但我想实现一个功能:A、B接在两台不同的电脑上，用键盘同时为两台电脑输入相同的内容（就象用不同的收音机都能收到相同的广播一样）。不知能否实现？
注：我用对码软件在两电脑上同时给两个接收器对码，都是只有一个接收器能对码成功！是不是原理上不可能实现？？

chenweigang · 发表于 2018-3-9 20:01:46

楼主，你的这个思路后来验证效果怎么样

zjykwym · 发表于 2018-3-9 23:37:27

iamten 发表于 2011-7-12 02:42
看到有人讨论2.4G的问题,请各位高手帮我解决个问题:
我有一套雷柏1800无线键盘鼠标套装,还多买了一个接 ...

对码有两种的，一种对码信息在dongle上，另外一种是在发射端上。。。

Chunfy · 发表于 2018-5-17 14:52:49

听到有人吹牛说他们的433通信策略是跳频通信，没有实际见过

xiaohuzi · 发表于 2018-5-21 18:10:41

跟一个，是可以研究一下蓝牙BLE的跳频算法。。

zhenan421731 · 发表于 2018-6-25 16:05:34

学习中！刚刚进入

No.5 · 发表于 2018-6-27 09:13:18

跳频这东西我也研究过一阵子，没搜索到什么太有价值的信息，只好自己进行一番研究。
首先得明确为什么要跳频，一是防止别人监听，也就是用于保密，二是防止信道干扰，导致通信失败。
保密这块其实可以通过加密数据实现，不调频也没什么，但是ISM频段的设备太多，大家都在争夺信道，不跳频恐怕是没活路了，只有跳频才能增加你的通信成功率。
跳频的思路有两大分支：一是被干扰了再跳，属于被动跳；二是主动跳，打一枪换一个地方。其实从数学概率上来说，都差不多。考虑到代码实现，我最后还是选择了主动跳。
主动跳的方式会引出新的问题，就是跳频表，或者叫调频序列，也就是双方按照什么样的规律来跳频，这个是必须事先商量好的。实现起来也是五花八门，各种数学算法都上阵了。在看文献时要注意，很多的文章产生的跳频序列具有伪随机性，这确实是很好的，可是他们的出发点是为了防止通讯被跟踪，而我们并不需要这一特性，我们只是为了防止信道碰撞。所以，是不是采用伪随机序列算法要根据自己的情况区别对待。

ldj7501 · 发表于 2021-11-1 15:57:03

楼主的跳频搞得怎么样了？已经过了10年
我年轻的时候搞过无线教学语音系统，即在调频段大概110Mhz左右使用一条15Khz带宽的通道传输语音信号（记的是motorola窄带语音方式），为了抗干扰，每个相邻信道间隔100Khz。无线发射频率和接收频率是采用BU2614 锁相环和单片机控制产生的，开机前手动调整拨码开关使收发在同一信道，如果有干扰则收发同时变更无干扰的信道。
我当时也想过，是否收发2端同时按照一样的规则变更载波频率，不停地改变，但确保收发在同一频率上，不知道对与传输连续的语音信号有什么影响，人实际听起来不知道什么感觉。限于本人理论水平和当时条件，始终没有搞清楚，在这里请楼主或其它高人解答一下看看。

ibmx311 · 发表于 2021-11-1 21:30:42

难道跳频就是一个劲跳就完事了，并且妄图用跳谱进行通讯吗，难道现在还可能有跳频的窄带通讯吗

2.4G跳频方法讨论

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