美國工業科學與醫療應用(Industrial, Scientific and Medical, ISM)頻帶是專門保留給低資料速率通訊使用的免授權頻帶，其範圍從902M～928MHz。
根據規定，終端用戶使用任何工作於免授權頻帶的收發器，都不須要獲得政府核准，但這些設備本身仍須通過各國主管單位的認證才能在該國使用。
如美國由聯邦通訊委員會(FCC)負責管理這些工作於915MHz頻帶的低資料速率收發器，其規範重點在於設備的電磁輻射。不過，正由於毋須授權，近期該頻帶出現日益擁擠的通訊應用，也帶來互相干擾的問題。
展頻技術適用於對抗雜訊干擾
能在美國ISM頻帶中進行對抗雜訊干擾的展頻系統，是以其在多重存取系統中的抗雜訊和反干擾能力著名。
用於數位資訊傳輸的展頻訊號具有頻寬W遠大於資訊速率R(bit/s)的重要特點。由於展頻訊號需要很大的冗餘性，才能克服無線通道傳輸數位資訊時可能遇到的嚴重干擾，因此其展頻訊號的頻寬擴展係數(Expansion Factor)Be=W/R遠大於1。
展頻技術可以應用的環境，包括工作於915MHz ISM頻帶的無線電，然因容易受到同頻帶內的其他免授權裝置干擾，因此可能導致無線電的靈敏度大幅下降。準隨機性(Pseudo-randomness) 則是展頻系統設計所運用的另一項重要特性，可讓傳送訊號看起來像是隨機雜訊，故很難被目標接收機以外的其他接收機解調。
整體而言，展頻系統的優點包括可抵抗或抑制各種干擾造成的破壞性效應，如人為干擾、相同通道內其他設備產生的雜訊干擾、以及多路徑傳播導致的自我干擾；同時其他接收設備存在時仍能保護訊息的隱私性，並可降低傳輸功率來隱藏訊號，使其他設備難以從背景雜訊中發現其存在，因此這類訊號的被截獲機率非常低。
展頻系統尚可分為直接序列展頻(DSSS)和跳頻展頻(FHSS)兩大類。直接序列展頻系統的準雜訊產生器會以遠快於資料速率的片碼速率(Chip Rate)產生準雜訊碼，然後對資料速率下的資料輸出以及片碼速率下的準雜訊產生器輸出進行模2加法(Modulo-2)，再將結果送到相移鍵控調變器 (PSK Modulator)，展頻接收器則會利用準雜訊碼的複雜關聯性進行訊息序列解碼。
值得注意的是，直接序列展頻是一種成本很高的解決方案，嚴苛的同步要求使得系統實作變得極為困難。此外，直接序列展頻還需要二階相移鍵控(Binary PSK)之類的同調調變技術，這些因素讓直接序列展頻不適用於簡單、低成本、低資料速率的ISM頻帶收發器，而跳頻展頻才是這類應用的理想解決方案。
跳頻展頻系統會把可用通道頻寬分成多個連續頻率槽，因此902M～928MHz的ISM頻帶很適合低資料速率的跳頻展頻系統。傳送訊號在任何訊號區間 (Signaling Interval)都只占用一個可用頻率槽，系統還會準隨機選擇每個訊號區間的頻率槽。用戶也可根據自行定義的協議來決定跳頻序列。
圖1是隨機跳頻型樣(Frequency Hopping Pattern)的實例。圖1的小方塊代表系統在每個時間間隔內利用隨機產生的載波頻率所傳送的資料。收發器處於傳送或接收等工作狀態的時間稱為駐留時間 (Dwell Time)，收發器配置其暫存器以便使用另一個頻率進行傳送和接收的時間則稱為遮沒時間(Blank Time)。
系統在駐留時間內的作業，乃利用跳頻序列的某個頻率傳送或接收前置資料、起始位元、資料序列和後置資料；而遮沒時間的作業則包括產生準隨機頻率、配置收發器的暫存器以便在隨機產生的頻率上操作和等待鎖相迴路鎖定訊號等。此外，為了保留電池電力，遮沒時間應越短越好。
跳頻協助ISM頻帶免受干擾
美國是由FCC負責管理在 ISM頻帶內操作的免授權裝置，根據FCC法規的第15.247條款，跳頻系統的傳送功率最高可達+30dBm EIRP。
從表1即可看出，在更大的鏈路預算、更遠的連線距離等高操作功率之下，加上展頻系統的優點，使得跳頻技術成為ISM頻帶內免授權無線裝置的理想選擇。
單通道通用資料裝置雖與跳頻裝置使用同樣的902M～928MHz頻帶，但其操作功率較低。單通道裝置不須要跳頻，它們的最大輸出功率約為-1.25dBm，最大諧波功率則約-41.25dBm。
總而言之，在902M～928MHz的ISM頻帶中使用跳頻系統可提供為多重存取系統提供良好的抗干擾能力；平均功率密度更小，使得訊號截獲機率非常低；準隨機方式產生頻率，訊息隱私性更有保障；更高傳送功率使鏈路預算更大，連線距離也因此更遠等優點。
跳頻無線UART晶片組已問世
為了利用跳頻系統的抗干擾能力與更高傳輸功率，不少業者特別針對902M～928MHz ISM頻帶開發出跳頻無線UART晶片組解決方案，如德州儀器(TI)就推出一套稱為Dolphin的解決方案，並在其中包含無線鏈路所需的硬體和軟體。
根據了解，該產品可用來實作無線鏈路，同時讓終端應用把無線鏈路當成周邊裝置使用，這樣終端應用就不必面對複雜的跳頻系統細節，並大幅簡化無線系統發展，同時讓終端應用具備高度整合性與良好彈性。
圖2為該晶片組解決方案之架構，包含TRF6903單晶片多頻帶射頻收發器以及可將跳頻韌體儲存在ROM程式記憶體的DBB03數位基頻元件。
DBB03數位基頻元件內含跳頻韌體，可處理媒體存取控制(MAC)層和資料鏈路(Data Link)層的通訊協定；外接的系統微控制器主要負責終端應用層協定。由於任何低成本的型錄微控制器都能做為系統微控制器，應用開發就變得更有彈性，例如 MSP430就很適合這類應用。
系統微控制器和DBB03數位基頻元件間則採用簡單的UART介面，在系統微控制器上運行的任何應用，只要根據定義良好的主機介面協定(Host-interface Protocol)，就能透過UART介面把組態配置和通訊內容傳給Dolphin。
無線UART解決方案帶來優異效能
相較於單一通道傳送資料的方式，具備支援準隨機跳頻協議的裝置可擁有較佳的抗干擾能力，因此利用跳頻系統支援915MHz ISM頻帶應用可提供良好的窄頻與寬頻干擾抵抗能力；成本低於直接序列展頻調變，實作也更容易；封包額外負擔(Packet Overhead)很小，非常適合低資料速率系統等優點。此外，在室內多路徑環境中仍可提供優異效能，亦為其特色之一。
值得一提的是，跳頻訊號的平均功率密度很低，故很難被截獲。雖然傳送資料所用的頻率有著較高的瞬時功率，但其平均功率等於瞬時功率除以頻率槽的數目，而低截獲機率及準隨機跳頻亦使得未獲授權的接收器很難解調訊號，因而使得跳頻系統提供良好的訊息隱私性。
此外，由於該技術擷取與同步時間都比直接序列展頻技術還要快，且所有跳頻及相關通訊協定都已儲存在ROM中，因此可實現更簡單的無線UART解決方案。
一般來說，優異的UART無線解決方案應可在915MHz ISM頻帶中進行多重存取，亦能在易受干擾的環境中提供強大效能。而可大幅提高傳送功率和鏈路運算，使無線鏈路的連線距離在更遠的同時也更可靠，亦是業界所重視的特性。此外，由於韌體可儲存在數位基頻元件中，因此該解決方案亦應可支援點對點、廣播般的點對多點網路以及確認和重試功能，而線路圖、零件用料和電路板布局的參考設計，若能事先通過FCC認證，更可減少開發困難。