目前，最基本的展寬頻譜的方法有三種：直接序列擴(kuò)頻（direct sequence spread spectrum）簡(jiǎn)稱直接擴(kuò)頻或直擴(kuò)（ds）；跳變頻率擴(kuò)頻（frequency hopping），簡(jiǎn)稱跳頻（fh）； 跳變時(shí)間擴(kuò)頻（time hopping），簡(jiǎn)稱跳時(shí)（th）； 上述基本調(diào)制方法可以進(jìn)行組合，形成各種混合系統(tǒng)，如跳頻/直擴(kuò)系統(tǒng)，跳時(shí)/直擴(kuò)系統(tǒng)等。
目前，擴(kuò)展頻譜的帶寬常在1mhz-100mhz的范圍，因此，系統(tǒng)的抗干擾性能非常好。
1、 直擴(kuò)系統(tǒng)
直接序列調(diào)制系統(tǒng)亦稱直接擴(kuò)頻系統(tǒng)，或稱偽噪聲系統(tǒng)，記作ds系統(tǒng)。原理框圖如圖1所示。
圖1 直接擴(kuò)頻系統(tǒng)原理框圖
基帶信號(hào)的信碼是欲傳輸?shù)男盘?hào)，它通過(guò)速率很高的編碼程序（通常用偽隨機(jī)序列）進(jìn)行調(diào)制將其頻譜展寬，這個(gè)過(guò)程稱作擴(kuò)頻。頻譜展寬后的序列被進(jìn)行射頻調(diào)制（通常多采用psk調(diào)制），其輸出則是擴(kuò)展頻譜的射頻信號(hào)，經(jīng)天線輻射出去。
在接收端，射頻信號(hào)經(jīng)混頻后變?yōu)橹蓄l信號(hào)，它與本地的和發(fā)端相同的編碼序列反擴(kuò)展，將寬帶信號(hào)恢復(fù)成窄帶信號(hào)，這個(gè)過(guò)程稱為解擴(kuò)。解擴(kuò)后的中頻窄帶信號(hào)經(jīng)普通信息解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)成原始的信碼。
2、偽隨機(jī)序列pn有如下三個(gè)要求：
(1) 偽碼的比特率應(yīng)能滿足擴(kuò)展帶寬的需要。
(2) 偽碼的自相關(guān)要大，且互相關(guān)要小。
(3) 偽碼應(yīng)具有近似噪聲的頻譜性質(zhì)，即近似連續(xù)譜，且均勻分布。
假定同步單徑bpsk信道中有k個(gè)用戶，并假定所有的載波相位為0，則接收的信號(hào)等效基帶表示為：
其中：為第k個(gè)用戶信息比特值，為發(fā)送功率，為第k個(gè)用戶歸一化擴(kuò)頻信號(hào)，，表示加性高斯白噪聲，其雙邊功率譜密度為單位為w/hz，對(duì)于某一特定比特，相關(guān)器（解擴(kuò)）的輸出為：
其中為相關(guān)系數(shù)：
上式表明：與第k個(gè)用戶本身的自相關(guān)給出了希望接收的數(shù)據(jù)項(xiàng)，與其它用戶的互相關(guān)產(chǎn)生出多址干擾項(xiàng)mai，與熱噪聲的相關(guān)產(chǎn)生了噪聲zk項(xiàng)。 當(dāng)相關(guān)系數(shù)為零時(shí)，多址干擾為零。即本小區(qū)其它用戶對(duì)被檢測(cè)用戶不產(chǎn)生干擾。
由頻譜擴(kuò)展對(duì)抗干擾性帶來(lái)的好處，稱為擴(kuò)頻增益gp ，可表示為
式中，bw為發(fā)射擴(kuò)頻信號(hào)的帶寬；bs為信碼的速率。其中bw與所采用的偽碼（偽隨機(jī)序列或偽噪聲序列的簡(jiǎn)稱）速率有關(guān)。為獲得高的擴(kuò)頻增益，通常希望增加射頻帶寬bw，即提高偽碼的速率。
在發(fā)送端，有用信號(hào)經(jīng)擴(kuò)頻處理后，頻譜被展寬，如圖 (a)所示；在接收端，利用偽碼的相關(guān)性作解擴(kuò)處理后，有用信號(hào)頻譜被恢復(fù)成窄帶譜，如圖 (b)所示。寬帶無(wú)用信號(hào)與本地偽碼不相關(guān)，因此不能解擴(kuò)，仍為寬帶譜；窄帶無(wú)用信號(hào)則被本地偽碼擴(kuò)展為寬帶譜。由于無(wú)用的干擾信號(hào)為寬帶譜而有用信號(hào)為窄帶譜，則可以用一個(gè)窄帶濾波器排除帶外的干擾電平，這樣，窄帶內(nèi)的信噪比就大大提高了。提高了擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾能力。
直擴(kuò)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于它可以在很低的甚至負(fù)信噪比環(huán)境中使系統(tǒng)正常工作。
例2 數(shù)據(jù)帶寬為9.6khz，擴(kuò)展帶寬為1.2288mhz，則擴(kuò)頻增益gp=21.7db。要求進(jìn)入基帶解調(diào)器的最小輸出信噪比 (s／n)out =6.7db，則系統(tǒng)的輸入信噪比(s／n)in＝(s／n)out -gp＝-15 (db)