脉冲超宽带是一种新兴的无线通信技术，它采用纳秒级的脉冲序列传输信息，时间分辨率高，具备在低数据率下的精确测距及定位能力，在密集环境下鲁棒性良好，同时因其低功耗、低成本的优势，使得超宽带技术迅速成为各国及研究机构的研究重点，在无线通信领域有着广阔的发展前景。本文首先介绍了所做研究的背景及意义，分析了国内外超宽带技术的研究现状。其次对现有无线定位技术的定位方法进行了讲解，并着重介绍了基于到达时间估计的TOA方式。同时指出多径现象和非视距情况是造成测距误差的主要原因。然后详细介绍了IR-UWB系统的信号脉冲、调制方式、收发机结构和信道模型。本文采用跳时脉冲位置调制(TH-PPM)调制高斯二阶脉冲，经过信道传输，最后由接收天线将信号传至接收机。接收方式分为相干接收和非相干接收两种，前者一般基于匹配滤波技术，需要精确的本地模板和高采样速率；后者基于能量检测技术，采样率低，结构简单。接下来对现有的TOA估计算法进行了简要介绍。TOA估计的主要目的是对信号直达路径DP的检测。在视距条件下，DP一般也是能量最强路径；然而在复杂多变环境下，多径现象严重，致使UWB信号的直达路径DP不再是能量最强路径，大大增加了TOA估计的难度。同时，非视距的存在，也增加了DP的额外传播时延。现有TOA测距算法研究的关键在于如何设置合理而精确的检测门限。本文提出一种基于传播信号统计参数的非相关检测算法，通过对信号统计特性的分析建立了能够反映出在不同信噪比下最佳门限变化情况的联合参数，并将通过最佳门限确定的能量块所在时刻作为TOA估计值。通过对算法在CM1、CM2信道下，针对不同的采样间隔进行的仿真表明，该算法能够在低采样率的情况下实现较为精确的TOA估计，测距精度要优于几种经典的TOA估计算法。在此算法的基础上，又提出了一种TOA估计的优化算法，经过大量实验数据验证，单纯的采用平均法对于TOA估计精度的提高有限，而将出现概率较高的一组数据平均的结果会大大的减少测距误差，实现了TOA估计值的优化。最后对论文所做工作进行了总结，并针对研究不足，为下一阶段的研究工作进行了分析和展望。