近年来,扩频通信系统在长距离和低功耗传输的低功耗广域网领域如智能电网得到广泛应用。智能电表作为智能电网的关键终端设备之一,基于低功耗广域网的技术标准,其物理层芯片设计中采用了扩频技术。为保证智能电表无线传输系统获得正确的信息数据,扩频信号接收时需先完成同步。然而,智能电表应用场景下,扩频信号同步算法存在的问题主要有:高灵敏度系统要求在低信噪比下捕获信号,而现有捕获算法输出增益不足;跟踪环路中如何设置鉴相器和环路滤波器,平衡频偏估计范围、稳定性和收敛速度等指标。因此,本文针对传统算法在工程应用中存在的不足,发展新的算法以有效解决上述问题。主要的研究内容与结果如下:（1）提出接收机信号同步设计方案。基于扩频通信原理,在卫星信号同步算法的研究基础上,提出了智能电表弱信号捕获算法和跟踪算法的设计方案。（2）发展一种新的平衡非相干累积部分匹配滤波—快速傅里叶变换（Partial Matched Filter Fast Fourier Transform,PMF-FFT）算法。针对扩频码码长有限和运算数据量的限制而使现有的非相干累积PMF-FFT算法无法兼顾信噪比要求和计算复杂度的问题,提出一种兼具该类算法优点的平衡非相干累积PMF-FFT算法并进行了仿真实验。结果表明,相同的计算数据量下,新算法检测概率高于现有的两种非相干累积PMF-FFT算法,输出增益更大。（3）提出一种新的基于直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS）—偏移正交相移键控（Offset Quadrature Phase Shifting Keying,OQPSK）信号稳态跟踪环路鉴相器算法。设计了新的DSSS-OQPSK信号载波跟踪环路的鉴相器算法,与现有算法相比减少约1/2的计算数据量。针对环路载波跟踪频率范围不足的问题,通过调节环路增益和等效噪声带宽,在保证稳定跟踪的前提下,使环路跟踪频偏范围达到捕获后的剩余频偏最大值。（4）验证改进后的捕获算法与跟踪算法。在软件无线电创新实践平台中实现捕获算法和跟踪算法,测试结果验证了算法在实物平台中的可行性。综上所述,本文改进了捕获算法,设计了跟踪算法,使信号同步算法既能实现低信噪比等工作目标,又满足低功耗的要求。在智能电表计量自动化双模通信协议框架内,解决了对DSSS-OQPSK信号进行捕获和跟踪过程中存在的问题,使信号可以准确解扩和解调。