頻譜的擴展的實現(xiàn)和直接序列擴頻

　　頻譜的擴展是用數(shù)字化方式實現(xiàn)的。在一個二進制碼位的時段內(nèi)用一組新的多位長的碼型予以置換，新碼型的碼速率遠遠高出原碼的碼速率，由傅立葉分析可知新碼型的帶寬遠遠高出原碼的帶寬，從而將信號的帶寬進行了擴展。這些新的碼型也叫偽隨機（PN）碼，碼位越長系統(tǒng)性能越高。通常，商用擴頻系統(tǒng)PN碼碼長應(yīng)不低于12位，一般取32位，軍用系統(tǒng)可達千位。
目前常見的碼型有以下三種：
l M序列，即最長線性偽隨機系列；
l GOLD序列；
l WALSH函數(shù)正交碼。
當(dāng)選取上述任意一個序列后，如M序列，將其中可用的編碼，即正交碼，兩兩組合，并劃分為若干組，各組分別代表不同用戶，組內(nèi)兩個碼型分別表示原始信息"1"和"0"。系統(tǒng)對原始信息進行編碼、傳送，接收端利用相關(guān)處理器對接收信號與本地碼型相關(guān)進行相關(guān)運算，解出基帶信號( 即原始信息)實現(xiàn)解擴，從而區(qū)分出不同用戶的不同信息。微波無線擴頻通信的原理見圖1：

圖1：擴頻通信原理

　　由圖可見，一般的無線擴頻通信系統(tǒng)都要進行三次調(diào)制。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制。接收端有相應(yīng)的射頻解調(diào)，擴頻解調(diào)和信息解調(diào)。根據(jù)擴展頻譜的方式不同，擴頻通信系統(tǒng)可分為：直接序列擴頻（DS）、跳頻（FH）、跳時（TH）、線性調(diào)頻以及以上幾種方法的組合。

　　所謂直接序列擴頻（DS-Direct Scquency），就是用高碼率的擴頻碼序列在發(fā)端直接去擴展信號的頻譜，在收端直接使用相同的擴頻碼序列對擴展的信號頻譜進行解調(diào)，還原出原始的信息。直接序列擴頻的頻譜擴展和解擴過程見圖2和圖3所示：

圖2：信息的頻譜擴展過程
圖3：擴頻信號的解擴過程

在圖上我們可以看出：
在發(fā)端，信息碼經(jīng)碼率較高的PN碼調(diào)制以后，頻譜被擴展了。在收端，擴頻信號經(jīng)同樣的PN碼解調(diào)以后，信息碼被恢復(fù)；
信息碼經(jīng)調(diào)制、擴頻傳輸、解調(diào)然后恢復(fù)的過程，類似與PN碼進行了二次"模二相加"的過程。
在以下的圖4中我們還可以用能量面積圖示概念看出：
待傳信息的頻譜被擴展了以后，能量被均勻地分布在較寬的頻帶上，功率譜密度下降；
擴頻信號解擴以后，寬帶信號恢復(fù)成窄帶信息，功率譜密度上升；
相對與信息信號，脈沖干擾只經(jīng)過了一次被模二相加的調(diào)制過程，頻譜被擴展，功率譜密度下降，從而使有用信息在噪聲干擾中被提取出來。