扩频通信具有抗干扰、抗衰落和保密性高等优良性能,广泛应用于军事和宇航通信。扩频通信系统的性能优劣很大程度上取决于扩频序列的性能,传统扩频通信中一般采用伪随机序列作为扩频序列,因其存在周期性及弱正交性,不仅降低了扩频通信的链路性能,同时限制了其在保密通信和数字加扰领域的应用。物理随机序列不仅具有类白噪声的统计特性,又满足真随机性。本文提出了一种基于物理熵源产生的物理随机序列作为扩频随机序列的方案,研究了截短优选后的物理随机序列在直接扩频系统(DS-SS)中的应用。论文首先以半导体激光器输出的混沌信号作为物理熵源,经光电转换与数字化运算处理,利用Matlab/Simulink辅助运算获得了速率为4Gbit/s的高速物理随机序列。然后对物理随机序列和原始混沌序列的平衡性和相关性等统计特性进行对比分析,并利用NIST(National Institute of Standards and Technology)推出的测试标准软件对物理随机序列的真随机性能进行测试。最后,将截短优选后的物理随机序列作为扩频序列应用于DS-SS仿真模型,研究了扩频通信系统链路误码性能与抗多用户干扰性能。仿真结果表明,经截短优选后的物理随机序列与原始混沌序列相比具有更好的平衡性、自相关性和正交性,作为扩频序列应用于直接扩频系统具有更好的抗噪声干扰和抗多址干扰性能。