在扩频系统中,当扩频码具有理想的自相关性能时,其扩频后的信号的功率谱可完全由其码片波形的能量谱和扩频码周期决定。合适的码片波形可以降低带外能量辐射从而提高带宽效率,这是由于平滑的信号转换可以使信号的频谱具有快速滚降,通过这种方式可以提高它的带外能量抑制,从而可以在给定的带宽中使用更长的扩频码。对于直扩系统可以通过提高单个码片的带宽效率来提高扩频增益,达到提高系统带外抑制能力、误码性能和容量等目的。因此,这种降低带外能量辐射,提高带外抑制能力,对于扩频系统是非常必要的。本文通过泛函数建模对直扩系统中的码片波形进行了优化,得到具有高带宽效率的码片波形,并使直扩系统调制信号具有准恒包络的特性。首先基于最小带外能量辐射准则,提出了最优化码片波形的泛函数数学模型,在此数学模型的基础上,引入了单个码片周期能量限制、码片边界条件限制、带内能量带宽限制以及信号恒包络条件限制,通过这些限制条件对直接扩频系统中码片波形来进行了优化,并采用数值法实现了最优化泛函数模型的近似求解,得到了最优化码片波形信号的表达式,并给出了最优化码片信号的时域波形以及能量谱密度曲线,优化后的扩频信号是恒包络的信号,同时相较于利用半正弦形式码片波形的直扩系统,在频带宽度、邻道干扰以及带外能量辐射等指标具有提升。对采用优化后码片波形的扩频系统,设计了扩频调制和相应的解扩解调方案,并利用现有的FPGA开发平台通过芯片编程实现最优化码片脉冲成形的双伪码直扩调制解调系统的实现与验证。利用Modelsim仿真平台得到了调制、解调的仿真结果。从仿真结果看出,所得传输信号具有相位连续、恒包络以及良好的频谱效率的特点,达到了预期目的。最终整个直扩优化系统在FPGA器件Altera Cyclone EP3C55U484C6N上完成了硬件实现,验证了系统设计的可行性。