扩频调制在移动通信中的常见应用方式有直接序列扩频（DS-SS）和跳频（FH）技术两种。
（一）直接序列扩频
1.直接序列扩频的含义
所谓直接序列（DS）扩频，就是直接用具有高码率的扩频码序列在发送端去扩展信号的频谱，接收端再用相同的扩频码序列进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。
2.直扩系统的构成原理
使用伪随机码作为扩频码直接扩展频谱的通信系统称为直接序列扩频通信系统，简称直扩系统，或伪噪声（PN）扩频系统。直扩系统的组成结构如图2-24所示。
图2-24 直扩系统的组成与原理框图
系统结构与扩频通信系统基本组成结构相似，发送端包含信息调制、扩频、发射机三部分，分别通过载频（f0）完成窄带信息调制，通过载频（fc）完成频谱扩展，通过载频（fT）完成射频调制，再进行放大发射，通过辐射天线在无线信道上传输，传输过程中受到外来各种干扰信号的影响。在接收端包含接收机、解扩、滤波及信息解调部分，完成发送端的反变换。接收的信号经过射频解调变为中频信号、频谱还原；经过中频窄带滤波器，滤除通带外的干扰信号成分；最后通过窄带信息解调还原等功能。
在直扩系统中，主要环节是完成扩频/解扩处理，对伪随机码有严格的要求：伪随机码的比特率应能满足扩展带宽的需要；伪随机码的自相关要大，且互相关要小；伪随机码应具有近似噪声的频谱性质，即近似连续谱，且均匀分布等。
3.直扩系统的特点
（1）频谱的扩展是直接由高码率的扩频码序列进行调制而得到的。
（2）扩频码序列多采用伪随机码，又称为伪噪声（PN）码序列。
（3）扩频调制方式多采用二相相移键控（BPSK）或四相相移键控（QPSK）调制。扩频和解扩的调制解调器多采用平衡调制器，制作简单又能抑制载波。
（4）模拟信息调制多采用调频（FM），数字信息调制多采用脉冲编码调制（PCM）或增量调制（AM）。
（5）接收端多采用本地伪随机码序列对接收信号进行相关解扩，或采用匹配滤波器来解扩信号。
（6）扩频和解扩的伪随机码序列应有严格的同步，码的搜捕和跟踪多采用匹配滤波器或利用伪随机码优良的相关特性在延迟锁相环中实现。
4.直扩系统的局限性
直扩系统的局限性在于：
（1）它是一个宽带系统，虽然可与窄带系统电磁兼容，但不能与其建立通信。另外，对模拟信源（如语音）需作预先处理（如语音编码）后，方可进行扩频。
（2）直扩系统的接收机存在明显的远近效应。
（3）直扩系统的处理增益受限于码片（chip）速率和信源的比特率。处理增益受限，意味着抗干扰能力受限和多址能力的受限。
5.典型的DS-CDMA通信系统的应用
码分多址直接序列扩频（DS-CDMA）通信系统基于码分多址（CDMA）和直接序列扩频（DS）相融合的产物。CDMA通信系统中的各用户同时工作于同一载波，占用相同的带宽，各用户之间必然相互干扰。而DS系统具有很强的抗干扰能力，因此，实现二者结合构成DS-CDMA通信系统。具体实现思路有两种方案：
方案一：DS-CDMA通信系统构成思路如图2-25所示，发端的用户信息数据di直接与之相对应的高速PN码（PNi码）相乘（或模2加），进行地址调制同时又进行了扩频调制。在收端，扩频信号经与发端PN码完全相同的本地PN码PNk（PNk＝PNi）解扩，相关检测得到所需的用户信息rk（rk＝di）。在这种系统中，系统中的PN码不是一个，而是一组正交性良好的PN码组，其两两之间的互相关值接近于0。该PN码既用来作用户的地址码，又用于加扩和解扩，但这样的码型很难找到，实现较困难。
图2-25 DS-CDMA通信系统构成思路
方案二：DS-CDMA通信系统构成思路如图2-26所示，发端的用户信息数据首先与其对应的地址码相乘（或模2加），进行地址码调制；再与PN码相乘（或模2加），进行扩频调制。在收端，扩频信号经过由本地产生的与发端PN码完全相同的PN码解扩后，再与相应的地址码Wk=(Wk=Wi)进行相关检测，得到所需的用户信息rk(rk=di)。系统中的地址码是一组正交码，而PN码在系统中只有一个（不是一组），用于加扩和解扩，以增强系统的抗干扰能力。该方案地址码与扩频码分开，实现较容易。但整个系统较复杂，尤其是同步系统。
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图2-26 DS-CDMA通信系统构成思路
需要指出的是，地址码目前采用具有良好自相关特性和处处为0的互相关性的沃尔什码，但是该码组内的各码所占频谱带宽不相同，不能用作扩频码。扩频码一般采用一种周期性的近似随机噪声的脉冲信号，即伪随机码（PN码）。PN码具有良好的相关特性，并且同一码组内的各码所占的频谱宽度可以做到很宽并且相等。但是PN码由于互相关性不是处处为0，所以同时用作扩频码和地址码时，系统的性能将受到影响。
PN序列有一个很大的家族，包含很多码组，例如m序列、M序列、Gold序列、GL（Gold-Link）序列、R-S序列、DBCH序列等。
（二）跳频
1.跳频通信的定义
跳频扩频系统简称跳频系统。跳频（Frequency Hopping，FH）通信是指用一定码序列进行选择的多频率频移键控。即通信使用的载波频率受一组快速变化的PN码控制而随机的跳变。这种载波变化规律，通常叫作“跳频图案”。跳频实际上是一种复杂的频移键控。
2.跳频的分类
跳频分为慢跳频和快跳频。慢跳频是指跳频速率低于信息比特速率，即连续几个信息比特跳频一次，通常在每秒几十跳；慢跳频比较容易实现，但抗干扰性能也比较差。快跳频是指跳频速率高于信息比特速率，即每个信息比特跳频一次以上，通常在每秒几千跳；快跳频的抗干扰性和隐蔽性能比较好，但解决既能快速跳变又有高稳定度的频率合成器比较困难。
3.跳频系统的构成原理
跳频是一种扩频技术，跳频系统的载波频率在很宽频率范围内按预定的跳频图案（码序列）进行跳变。FH系统的构成如图2-27所示。
图2-27 FH系统的构成
在发送端，信息数据d经信息调制变成带宽为B的基带信号后，进入扩频调制。频率合成器在PN码发生器的控制下，产生随机跳变的载波频率，扩频调制后产生带宽为W（W/B）的波形FH，实现了频谱扩展。在接收端，为了解出FH信号，本地产生一个与发端完成相同的本地PN去控制本地频率合成器，使本地频率合成器输出信号本地FH始终与接收到的载波频率相差一个固定中频，接收到的FH信号与本地FH进行混频解扩，得到一个中心频率固定不跳变的信号中频，经过信息解调电路，解调出发端所发送的信息数据d。工作过程中的波形变化如图2-28所示。
图2-28 跳频系统工作过程的波形示意图
下面给出跳频系统在时域和频域范围的变化过程，如图2-29所示。
由图2-29（a）可知，从时域上看跳频信号是一个多频率的频移键控信号，从频域上看跳频信号的频谱是一个在很宽频带上随机跳变的不等间隔的频率信号。载波频率跳变次序为：f5→f4→f7→f0→f6→f3→f1。由图2-29（b）可知，从时间-频率域上来看，跳频信号是一个时-频矩阵，每个频率持续时间为Tc秒。
图2-29 跳频系统在时域-频域矩阵的示意图
为了提高频带利用率，不但要尽量减小相邻频率的间隔，而且又要避免或减少邻近信道的干扰。频率间隔应选择1/Tc，Tc为频率停留时间，即跳频时间间隔，使一载波频率的峰值为其他频率的零点，构成频率正交干系，避免了相互干扰，便于信号分离。
4.跳频系统的主要技术指标
（1）跳频带宽：它决定了抗部分频带干扰的能力。
（2）跳频频率的数目：它决定了抗单频干扰及多频干扰的能力。
（3）跳频速率：它决定了抗跟踪式干扰的能力。
（4）跳频码的长度（周期）：它决定了系统的抗截获（破译）能力。
（5）跳频系统的同步时间：希望跳频系统的同步时间越短越好。
一个跳频系统的各项技术指标应依照使用的目的、要求以及性能价格比等方面综合考虑。
5.典型跳频技术的应用
跳频技术作为扩频通信技术的一种类型，广泛应用于抗干扰和保密性的通信系统中。跳频技术首先被用于军事通信，后来在GSM标准中被采用，目前GSM网络采用慢跳频技术方案实现。
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