因此，提出将这两种扩展额谱技术组合起来，取长补短，可能会是更优异的一种扩展频谱系统。这就是直接序列/跳频(DS/FH)扩展频谱系统。
7.1.4 跳时系统的特点
跳时系统虽然也是一种扩展频谱技术，但因其抗干扰性能不强，通常并不单独使用。在时分多址通信系统中利用跳时来减少网内干扰，并能改善系统中存在的远近效应。
将跳时(TH)分别与直接扩频(DS)和跳频(FH)相结合则构成直扩／跳时(DS／TH)系统和跳频／跳时(FH／TH)系统。若将直扩、跳频和跳时三者结合在一起则构成直扩／跳频／跳时(DS／FH／TH)扩展频谱系统。
7.1.5 混合式扩频系统的好处
正如上面所列举的，每一种扩展频谱系统都有各自的长处和短处，优点和局限性。
比如，当抗干扰指标要求很高时，单独的任一种扩展频谱系统往往很难达 到要求，甚至遇到技术上的难题得不到解决；或者要大大增加设备的复杂程度从而使成本也大为提高。若是采用几种基本扩展频谱系统的组合，优势互补，则可满足高抗干扰指标的要求，又可能缓解某些技术难点，降低成本，从而达到更合理的性能价格比。当然，其代价是系统的复杂程度有所增加。
概括而言，混合式扩展频谱系统可以带来的好处是：提高系统的抗干扰能力，降低部件制作的技术难度，使设备简化，降低成本，满足使用要求。
以下举一例来说明采用混合式扩展频谱系统的必要性。
例如某系统要求扩展频谱的射频带宽应达到1000MHz，试设计一扩展频谱系统。
若采用直接序列扩展频谱系统来满足此项指标要求时，需要产生码片速率500Mchip／s的伪随机序列，这在技术上是难度极大的。
如果用跳频系统来实现，假设跳频频率的间隔是25kHz时，要求跳频器输出的跳频频率数是4万个。制作跳频带宽为1000MHz这样的宽带和4万个输出频率的跳频器在技术上也是很困难的。
但是，如果采用直接序列／跳频扩展频谱系统时，直接序列的码片速率用5Mchip／s，跳频器输出的跳频频率数为100个，最小跳频频率间隔为10MHz就可以满足要求。显然，这种混合式扩展频谱系统中的各部件的技术难度就大大降低了。
7.2 几种主要的混合式扩展频谱系统
7.2.1 直接序列与跳频混合式扩频系统
直接序列与跳频的组合可构成直扩／跳频(DS／FH)扩展频谱系统。直扩／跳频扩展频谱系统是在直接序列扩展频谱系统的基础上增加载波频率跳变的功
能；它的基本工作方式是直接序列扩频，因此系统的同步也是以直接序列的同步为基础的。图7－1分别给出了直接序列／跳频(DS／FH)混合式扩展频谱系统的
发送与接收端的构成及各点信号频谱图。
图7－1
在图7－1(a)中，经编码器输出的信息码与来自伪码发生器的伪随机序列(直扩码)在模2加法器中进行模2运算，模2加法器的输出就是扩展频谱信号。因而可将模2加法器和伪码发生器叫作直接序列扩展频谱器(扩频器)。
图中标示①及②处的信号频谱示于图(b)中，分别是信息码频谱和DS信号频谱。频谱所展宽的倍数代表直接序列扩展频谱系统的处理增益。模2加法器输出的扩展频谱信号属于基带信号，此信号送至混频频带扩展频谱信号。
假设频率合成器输出的载波频率是f3，则有图(b)④中用竖线所示出的直接序列扩频信号的频谱图。比较?与?可以看出，它们的频谱图是相同的，仅是作了一个载频的频率搬移。
由图7－l(a)中还可以看出，伪码发生器和频率合成器所构成的就是跳频器；在跳频码的控制下频率合成输出频率跳变的载波序列f1，f3，f2，f6，f8…，f1。 因此，跳频器加上混频器就构成了一个频率跳变扩展频谱系统。
当混频器的输入信号是一个直接序列扩展频谱时，混频器输出的信号就是一个直接序列加跳频的扩展频谱信号。图7－l(b)?中所示为频率合成器输出的频率跳变的载波信号频谱。箭头示出其跳变的规律；图④中所示即为直扩加跳频的扩展频谱信号的频谱，图中虚线所示的信号频谱表示随着载波频率的跳变而形成的宽带谱的样子。
在图7－1(a)中，直扩系统用的伪随机序列和跳频系统用的伪随机跳频图案，都是由一个伪码发生器产生的，因此，它们在时间上是相互关联的，可由一个时钟来定时控制。
图7－1(c)中给出接收端的框图。假若频率合成器输出的载波频率固定不变，并且接收的也是载波频率不变的一个直接序列扩展频谱信号。此信号经第一次混频后仍为频带信号，再和本地伪码发生器产生的随机序列相乘，进行解扩，恢复成窄带信号，再经过窄带通滤波器及解调器将信息码输出。其中，伪码发生器和乘法器构成了直接序列解扩展频谱器(解扩器)。
当接收直扩加跳频的扩展频谱信号其载波频率跳变的规律是f1，f3，f2，f6…时，本地频率合成器输出的跳变频率规律也应相同，只是高出外来信号一个中频频率，即f1’，f3’，f2’，f6’…。当收、发跳频同步时，直扩／跳频扩展频谱信号经过混频器后即变成载波频率为一固定中频的直接序列扩展频谱信号了。各点信号的频谱图参见图7－1(b)所示。
我们可以将接收端跳频码控的频率合成器和混频器叫作解跳器。所以，对直扩／跳频扩展频谱信号的接收而言，是先进行“解跳”再进行“解扩”，然后通过常规的解调来获得信息码的输出。这个接收过程恰好与发送的先直扩后跳频的过程相反。
混合式扩展频谱系统可以提高抗干扰能力。一般而言，扩展频谱系统的处理增益可以表征系统的抗干扰能力。对于直扩／跳频混合式扩展频谱系统怎样来计算其处理增益呢?
若已知直接序列扩频系统处理增益是GDS, 跳频系统处理增益是GFH，则DS/FH混合扩展频谱系统的总处理增益GDS/FH是它们的乘积。
即GDS/FH ＝GDS·GFH。
如果用dB表示处理增益时，则有GDS/FH(dB) ＝GDS(dB) + GFH(dB)。
例如，若GDS＝40dB，GFH＝13dB，则GDS/FH ＝53dB。
7.2.2 直扩／跳时(DS/TH)系统
直扩／跳时系统, 是在直接序列扩展频谱系统的基础上增加了对射频信号突发时间跳变控制的功能。如图7－2所示。
图7－2 DS/TH混合式扩展频谱系统
图中(a)为发送端框图，(b)为接收端框图。由图(a)中可以看出，当射频开关接通时，就输出直接扩展频谱信号，当射频开关断开时，则停止输出信号。射频开关的通断受触发器控制，触发器的状态是由控制逻辑指令来控制的，控制逻辑指令又是由伪码发生器产生的。所以射频开关的接通与断开的起止时间是跳变的。图中的控制逻辑、触发器及射频开关可视作一个整体，起码控射频开关的作用。因此，可称作是跳时器。
图7－2(b)所示的接收过程，可以看作是发送的逆过程。首先进行解跳时，再经混频变成中频直接扩展频谱信号，再与本地伪随机序列在乘法器中进行相关解扩，恢复成窄带信号、最后经解调器输出信息码。
7.2.3 直扩／跳频／跳时(DS／FH／TH)系统
将三种基本扩展频谱系统组合起来构成一个直扩／跳频／跳时混合式扩展频谱系统其复杂程度是可想而知的。
因此，在一般的具有抗干扰能力的电台中很少使用，而多用于以时多会址的大的信息系统中。
7.3 混合式扩展频谱系统的适用性
7.3.1 严重干扰环境
当电磁环境异常恶劣的条件下，或者要求通信系统的抗于扰指标非常高，单独一种扩展频谱系统难以满足要求时，可采用混合式扩展按谱系统。
例如，某数字话音通信系统要求处理增益为50dB，数据率为16kbit／s。
若采用直接序列扩展频谱系统时，要求伪码码片速率1500Mchip/s。这样高的速率目前的技术水平是达不到的。
若采用直扩／跳频混合式扩展频谱系统，则可以满足系统总处理增益增为50dB的要求。比如，若直接序列扩展频谱的系统的伪码速率为50Mchip／s，数据率为16kbit／s，则可获得直扩系统处理增益35dB。剩下的15dB处理增益由跳频系统来完成。当跳频处理增益15dB时，要求频率跳变的频率数目是32个。这样，采用直扩／跳频混合式扩展频谱系统既能满足指标要求，又容易实现。这种直扩与跳频混合式扩频系统，可实现优势互补，使其具有全面的抗干扰能力。
7.3.2 移动通信环境
在移动通信中，移动体的相对运动将引起收、发信机之间电波传播距离的随机变化。当系统内多用户同时工作时，对直扩系统而言，会在接收机输入端产生近距离大功率无用信号抑制远端小功率有用信号的现象，即所谓远－近效应。如图7－3所示。正常的通信路径是卡车Txl发信，卡车Rx1收信和轿车Tx2发信，
轿车Rx2收信。当Txl与Tx2同时发信时，卡车Rx1将同时收到来自远端卡车Txl的信号和近端轿车Tx2的信号。由于近端信号的干扰，会使卡车Rx1与卡车Txl的通信质量下降，严重时，会引起通信中断。直接序列扩展频谱通信系统，要求接收端的有用信号的功率必须大于或等于无用信号的功率，即所谓等功率的条件，否则系统不能正常工作。因此，在移动环境下，直接序扩展频谱系统必须采取严格地功率控制措施，否则将存在严重的远近效应。
图7－3 远－近效应
跳频扩展频谱系统由于其载波频率是跳变的，只有当网内用户的跳频频率出现相互重叠的时候才引起远近效应。因此，跳频扩展频谱系统的远近效应远比直
接扩展频谱系统的要小。
为了解决远近效应的影响，还可以采用跳时系统。
利用发射信号时间的不同。在时间上避免网内用户信号的相互重叠，从而免除了近端大功率信号对远端小功率信号的干扰影响。
因此，在移动通信环境中，为了消除远近效应对通信系统的影响，多采用混合式扩展频谱通信系统，如跳频／跳时扩展频谱通信系统。若综合考虑抗干扰性能时，可采用直扩／跳频／跳时(DS／H／TH)混合式扩展频谱系统。
7.3.3 多径传播环境
多径效应是指由于电波传播过程中的多条路径使到达接收端的信号产生衰落与展宽的现象。在短波的天波传播通信以及城市地面移动通信中，都存在着严重的多径效应。因此，它们属于典型的多径传播环境。短波电离层信道的传播时延约在0.1 － 2ms；移动通信中的传播时延因地形地物的限制而不同。开阔地区＜0.2ms，郊区约为0.5ms，市区约为3ms。
直接序列扩展频谱通信系统由于采用相关接收，它具有抗多径效应的能力。跳频系统由于其载波频率的跳变起到频率分集的作用从而也具有一定的抗多径效应的能力。对于跳时系统，可以看作是对信号进行时间分集接收。但是这三种系统的抗多径能力都是在一定的条件下才成立的。直接序列扩频系统要求码片宽度小于或等于最小的传播时延；跳频系统要求跳频频率间隔要大于相关带宽，并采用快跳频，即保证每一比特信息应在一跳或多跳中传输。对跳时系统，也要求每一比特信息应在一跳或多跳中传输。只有这样才能起到分集的效果。
一般，直接序列的码片宽度要＜0.2ms还是容易达到的，它只需码片速率为5Mchip／s。对于跳频速率要等于或大于信息比特速率，比如说大于或等于 16kbit／s，就不很容易实现，因为跳速要等于或大于1.6万次／秒。跳时系统也存在类似快速的问题。直接序列扩频系统虽然容易满足抗多径的条件，具有良 好的抗多径能力，但它不适于移动通信环境。因此，移动通信抗多径的环境下，以混合式扩展频谱系统为好。比如说，直扩与跳频，直扩与跳时，直扩、跳频与跳时的组合。
7.3.4 多网工作环境
组网通信中，存在两个问题:
一是网内可容纳的用 户地址数目;
二是可承受网间干扰的能力。
对于直扩系统，网内同时可工作的地址数与系统的处理增益成正比。当处理增益给定时，网内用户数也就一定了。否则，会使网内的干扰加重，影响通信质量。若是多个直接扩频网工作时，则存在网间干扰问题。这将限制允许建网的数目。
对于跳频系统，若按正交组网方式，可组网的数目等于跳频频率的数目；若按非正交组网方式，可组网的数目约等于跳频频率数目的四分之一。通常，跳频频率数是有限的，因此，可组网数也是受限的。
为了满足多个网、大用户容量和抗干扰的要求，常采用混合式扩频系统来解决。在数字通信系统，还可采用时分多址、跳时、直扩加跳频的混合系统来实现多网、多用户、高质量、抗干扰的通信。
综上所述，混合式扩展频谱系统适用于：
·高抗干扰性能要求的系统，特别是军事信息系统。
·抗多径、抗衰落信道条件的系统，特别是移动通信和天波传播的短波通信系统。
·多网、极多用户；曲及通信与测距等综合信息与导航定位系统。
·综合优化性能价格比的系统。
直扩信号的功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率，从而抗侦察；抗截获的能力强；另外，功率污染小，即对其它系统引起的电磁环境污染小，以利于多种系统共存。
