由于物联网的迅速发展和普及,物联网在医疗、运输、环境等领域都有着深入的应用,并且大范围内的万物互联可能会在不久的未来成为现实。可是,伴随物联网场景应用的逐渐增多,一些传统的物联网算法将在一些特殊应用的场景中失去实用性。因此,在通信上,如何选择新型的算法,从而能够让通信信号能够在物联网领域弥补传统通信系统的缺陷成为当下的热门议题。得益于线性调频信号的低功耗传输特性和较强的抗多普勒频偏特性,以Lo Ra信号为代表的新型通信体制,以线性调频信号作为信号传输的载波,将线性调频信号带入了日常的通信系统中。此后,也有学者尝试将线性调频信号运用到卫星通信领域。在雷达方面,线性调频信号具有很好的脉冲压缩特性,所以与雷达信号相结合通信雷达一体化也让雷达信号有了更广的用途。因为线性调频信号不是单频率的信号,所以带来问题是传统的时延估计方法却不能直接套用,在这种体制下,如何利用线性调频的特性,重新设计时延估计方案,是本文研究的课题,主要内容如下:1、本文首先在绪论介绍了线性调频技术和其国内外在通信领域的发展现状,以及介绍了处理线性调频信号非常实用的分数阶傅里叶变换的国内外发展现状。在第二章建立了线性调频信号的模型以及介绍了分数阶傅里叶变换的基本数学原理,针对处理的信号是离散化的信号,所以还介绍了从分数阶傅里叶变换衍生出的常用的离散分数阶傅里叶变换的基本原理。2、分析了在没有频偏的情况下,以线性调频信号作为信号传递的主体,接收机在同步过程中对信号的时延估计算法,针对不同的算法通过仿真综合考虑精度和计算量,选择出最佳的基于匹配相关的算法,用Vivado进行硬件设计,在FPGA平台上验证算法的正确性。3、提出在频偏不可忽略的场景下,时延与频偏都会对瞬时频率造成影响的情况下,接收机同步时进行时延和频偏的联合估计算法,并进行软件仿真得到其估计精度。时延估计在通信领域一直是非常重要的环节,是载波同步的基础。以线性调频信号作为载波,利用线性调频信号本身的特性进行时延和频偏估计,让线性调频信号在信噪比较低的场景下,也能够完成时延和频偏的估计值。