自从2002年FCC宣布超宽带(UWB,Ultra WideBand)无线通信技术准许民用以后,科研机构和各大公司对UWB技术的关注和研究在不断的升温,研究成果不断涌现,国内外都有成功的实验成果展现,有一些厂商已经推出了UWB芯片和相关的产品。UWB技术具有很多技术上的优点,如发射信号的功率谱密度低、系统复杂度低、功耗小以及定位精度高等。但是,它走向实用还有很多关键的技术问题需要研究解决,比如信道模型的建立、信号同步和捕获、接收机的设计、高精度定位的实现以及在一些应用中产生的信号干扰等都亟待解决。作为未来短距离无线通信的主流技术,本文对UWB无线通信和定位技术进行了研究,主要包括以下四个方面:1、对UWB的调制技术、接收技术和信道模型等进行了研究和仿真,重点研究了UWB信号的快速捕获、定位和应用等。2、信号的同步捕获技术是UWB无线通信的关键环节。因为UWB使用的脉冲很窄,单个脉冲的能量非常小,采用传统的同步技术,在同步时间、处理速率以及复杂度等方面都难以达到系统所要求的性能。在深入研究UWB的各个通信环节的基础上,本文提出一种“能量检测+搜索”两步快速捕获方案,对捕获时间进行了推导,通过仿真对比,提出方法的捕获时间比已有文献中的方案有很大改善,可以实现快速同步捕获,同时避免增加复杂度。3、UWB技术能提供低功耗的高精度无线定位,成为未来无线定位技术的首选方案。在IR-UWB系统中,所使用的脉冲的持续时间很短,因此可以提供很高的测距精度。但是在密集多径的传播环境中,应用传统的定位方法很难确定首先到达的径,这样UWB定位技术难以达到理论的精度,因此鉴别接收信号的第一条径对应的时间参数是定位的关键问题。为了确定首先到达的径,以实现高精度的定位,本文提出一种基于BP神经网络的方法来确定信号到达时间,仿真结果表明该方法可以达到很高的定位精度。4、相对于传统的窄带无线通信系统,UWB系统能够很容易实现定位与通信相结合,在家庭网络、消费电子应用和无线定位等领域都有广泛的应用前景。目前,对UWB应用的研究在不断深入。本文研究了基于UWB的应用,对UWB在机器人定位跟踪中的应用方案进行了研究,对跟踪算法进行了仿真。提出了UWB技术在矿山井下无线定位和在家庭健康监护中的应用方案,对方案的可行性进行了分析研究。