脉冲超宽带(IR-UWB, Ultra Wide Band Impulse Radio)通信技术采用直接发射纳秒级、亚纳秒级的极窄脉冲来传输信息,具有传输速率高、安全性好、系统结构简单、穿透能力强、低功耗、测距和定位精度高等优点,理论测距精度可达厘米级,在军事和民用领域都有着广泛的应用前景,被认为是未来短距离高速无线通信与测距定位系统的最佳解决方案和下一代无线通信的关键技术之一,正在迅速成为无线通信领域研究的热点。　　随着无线通信网相关技术的发展以及用户对业务种类需求的提高,无线通信网中的测距和定位功能显得越来越重要。传统的几种定位技术,例如:GPS定位、基于蜂窝网无线定位(Cell ID定位)等,各有不同的优势和局限性。脉冲超宽带技术由于其固有的众多优点,因此基于脉冲超宽带的测距与定位具有传统定位方式无法比拟的优势。　　由于超宽带信号带宽非常宽,传输信号畸变大,传统的基于相干检测取得同步与TOA估计的方法是不可行的。而且,当首达路径不是最强路径时,TOA估计精度受到限制。因此,非相干能量检测的方法以其简单性、低采样率和不需要精确定时同步而受到人们的青睐。本文在简要介绍超宽带无线通信系统的基本原理、技术特点及其信道模型等知识的基础上,以提高测距精度和降低系统的复杂度为目的,主要针对非相干能量检测TOA估计算法进行了研究。重点完成了以下两方面的内容:　　首先,改进了文献[1]中基于能量检测的粗同步判决准则,采用最大值/门限法来实现超宽带信号的粗同步和以向前合并积分窗的方式来确定包含首达路径的不定域。然后,重点研究应用滑窗法来进行精确TOA估计,给出了滑窗法适宜的积分窗长度范围和最佳相邻积分窗起始点间隔等重要参数,并提出运用二次滑窗处理,来解决滑窗法进行精确TOA估计时需要大量积分器的问题。　　仿真结果表明,二次滑窗法取得了与滑窗法积分器数目足够多时十分接近的估计精度,大大减少积分器的数目。二次滑窗法,以简单的硬件结构,实现了滑窗法精确的TOA估计,有利于设备的微型化。与其它几种基于能量检测的测距算法相比,二次滑窗法估计性能优势明显,而且克服了硬件实现上积分电路最小积分时间的限制。