不同的散频技术是以插入系统中通讯频道虚拟随机码（PRN）的位置来区分。请参考(图一)。

《图一 不同散频技术依PRN区分》

如果PRN在数据层插入，那我们就拥有直接序列散频（DSSS）。（在实际应用上，虚拟随机数列与真正的信号混合或相乘，也就是原始的数据透过PRN加以编码），如果PRN是在载波频率层级加入，那么我们所拥有的就是散频的跳频形式（FHSS），在L0级加入的话，FHSS PRN码会迫使载波改变或者是依照虚拟随机码跳跃，如果PRN用来作为传送信号的开启与关闭控制，那么我们就取得一个时间跳动散频技术（THSS），其他还有所谓的chrip技术，会依线性的方式在不同时间扫过载波的频率。基本上我们也可以混合以上所提的技术来形成一个混合式的散频技术，例如DSSS + FHSS， DSSS与FHSSS为目前最常用的两种散频技术。

直接序列散频（DSSS）

在这项技术中，PRN直接加到进入载波调变电路的数据上，因此调变电路会看到更大的比特率，与PRN数列的数率相同，将RF载波以这样的编码序列调变所得到的结果会产生一个直接序列调变散频的频谱（（sin x）/x）2，并以载波频率为中心。

这个频谱的主要波瓣（main lobe）带宽会是调变码脉冲频率的两倍，而边波瓣（sidelobes）会拥有相等于编码频率频率的带宽，底下为最常见的直接序列调变散频信号，直接序列调变在频谱形状上会因真正使用的载波与数据调变方式而有所不同，以下为二进制相位偏移编码（BPSK, Binary phase shift keyed）信号，是目前直接序列系统中最常用的调变形式。(图二)、(图三)

《图二 DSSS编码示意图》

《图三 直接序列（DS）散频信号的频谱分析仪照片》

所加入PRN的速度（或称为chip rate）可以在1bps或数百个Mbps之间变动。

IEEE 802.11标准在不需证照的2.4GHz ISM频道上，定义了一个DSSS RF信号的物理层（PHY），使用了一个11-bit Baker数列来将信号在发信前加以散频，这个序列码拥有10.4dB的处理增益，符合FCC 15.247与ETS300-328的最低要求，接着这个11Mbps的基频带信号流与2.4GHz ISM频带的载波频率调变，并在5MHz的可用频道上拥有11个通讯频道，使用：

差动式二进制相位偏移编码（DBPSK）以1Mbps为数据率，或者是2Mbps数据率的差动式相位偏移编码（DQPSK）。

由于信号频率为11Mbps，因此主波瓣带宽为22MHz，ISM 2.4GHz DSSS中使用了11个通信频道，但是它们的5MHz间隔会造成大量的重迭，所有的IEEE 802.11 DSSS标准产品都采用相同的PN码，由于并没有像Barker PRN这样的码可以使用，因此DSSS网络并无法使用CDMA，当在近距离有多个接入点（AP, Access Points）时，我们建议频率的分隔最少必须为25MHz，因此2.4GHz ISM频道只采用了三个无重迭的通讯频道，也就是在相同的区域内只允许三个网络运行。(图三)

《图四 FHSS编号示意图》

跳频散频法（FHSS）

这个方法就像它的名称一样，它会让载波在宽带范围内某个频率跳到某个频率，依PRN定义的数列而定，而跳跃的速度则依原始信号的数据率而定，可以分为快速频率跳跃（FFHSS, Fast Frequency Hopping）与低速频率跳跃（LFHSS, Low Frequency Hopping），其中最常用的低频跳跃可以让数个连续的数据比特流以相同的频率调变，而FFHSS则在每个数据位中会进行数次的跳跃。

由采用频率跳跃信号所发送的频谱与直接序列系统差异相当大，不同于（（sin x）/x）2形式的波封，频率跳跃的输出在整个所使用的频带中会以平缓的形式出现，频率跳跃信号的带宽基本上为频率槽（frequency slot）数目的N倍，其中N为每一个跳跃频道的带宽。(图四)、(图五)

《图四 FHSS编号示意图》

《图五》

在不需授权2.4GHz ISM频道所定义的IEEE 802.11标准中，物理层的描述如下：数据首先透过2-GFSK与4-GFSK在分别为1Mbps或2Mbps的数据率调变，两种调变方式都会产生1Mbps的信号率，而载波频率（2.4GHz ISM频带，79个间隔为1MHz的可用频道）会依PRN数列从一个频道跳到另一个频道，造成形成三组各26个模式的78种不同跳跃模式，FCC与ETS的规定要求最低每秒2.5个跳跃率，大约为低于400ms的信道间隔时间（channel dwell time）。

如果我们谨慎地选择跳跃模式，那么就可以在使用同一通讯频道将数个连接点以较接近的方式安排而不会造成干扰，在干扰情况严重到无法通讯前，基本上可以达到13个FHSS网络，这个预估值是以同一时间两个网络选择相同信道（79个中的一个）所可能发生的碰撞机率来推算。(图五)

《图五》

而DSSS的聚频方式理论上也相当简单，我们只要将收到的散频信号与事先储存在接收端的PRN数列相乘即可，这个相乘的动作同时也称为解调变。假设：

〈公式:

PRNt为传送端用来将信号散频的PRN的数列

PRNr为接收端用来聚频信号PRN数列

J代表干扰，也就是在传送路径上所加入的噪声或窄频射频信号

Dt为传送端输入的数据流

Dr为接收端输出的数据流

Tx为传送端的散频信号

Rx为接收端的散频信号

因此, Tx = Dt*PRNt （散频运作）

Rx = Tx + J = Dt*PRNt + J〉

将所接收到信号以接收端的虚拟随机数列相乘，我们可以得到Rx*PRNr，再将变量代换

〈Rx*PRNr = （Dt*PRNt + J）*PRNr = Dt*PRNt*PRNr + J*PRNr

Rx*PRNr = （Dt*PRNt + J）*PRNr = Dt*PRNt*PRNr + J*PRNr〉

我们拥有两种状况，首先如果接收端与传送端拥有相同的数列码（PRNt = PRNr），那么上面的方程序就会成为：〈公式:Rx*PRNr = Dt*PRNr*PRNr + J*PRNr.〉

所得到的积PRNr*PRNr（自相关函数）在两个序列码对准，也就是同步时会最大，而J*PRNr则为加到J上的散频表示式，它的能量会快速地降低，Rx*PRNx因此可以透过忽略J*PRNr简化并将相乘的因子设定为1：〈公式:Rx*PRNr = Dt = Dr.〉

因此，会在接收端收到所传送的数据同时能够消除干扰。

第二种状况为：接收端与传送端拥有不同的序列码，也就是PRNt与PRNr不同，而PRNt*PRNr则为一对不同数列的交互相关函数，如果仔细地选择（长PRN、正交码等等），那么所得到的乘积结果将会非常地小，也就是Rx*PRNr大约趋近于0，也并不会在接收器的输出端出现任何较大的信号，要达成实际可用的去相关功能事实上非常复杂，在此我们只提供作法的名称，分别为主动式相关器（active correlator）与对称式滤波器（matched filter）。

结论

一个完整的散频通信链接需要各种先进与最新的技术与规格，包括RF天线、功率强大且高效率的PA、低噪声、高度线性化的LNA、精简的收发器、高分辨率ADC与DAC，以及快速运作的低功率数字信号处理器（DSP）等，虽然在商场上设计者与制造商位于互相竞争的情况，但同时它们也努力合作以实现散频系统。

其中最困难的部份为接收器的路径，特别是在DSSS的聚频上，由于接收端必须要能够辨视讯息并且实时与它同步，这个辨视的动作同时也称为相关（correlation），由于这个动作以数字形式发生，因此可以看作是复杂的数学运算，其中包含快速、高度并行的二进制加法与乘法，而目前接收端设计最困难的为同步的部份，与其他散频通讯比较起来，业界已经投入了更多的时间、努力、研究以及经费来开发并改进同步的技术。

基本上有几个方法可以来解决同步的问题，其中大多数都需要加上多个离散组件才能完成，因此最有可能的最大突破来自DSP以及特定应用集成电路（ASICs），DSP提供了高速的数学运算功能，可以用来在将信号切割成小部份后加以分析、同步与解相关，而ASIC芯片则可以透过VLSI技术来降低成本，并建立适合各种形式应用的通用架构电路方块。