近年来,现代社会对通信服务的需求迅猛增加,人们迫切需要一项新的、具有高信息传输速率、吞吐量大、功耗低、抗干扰能力强等特性的无线通信技术。因此,超宽带技术逐渐成为无线通信领域研究与开发的热点。超宽带无线电因其本质及所具有的优越性能被视为下一代无线通信的关键技术之一,并将成为人类实现未来短程高速无线通信的理想选择。本文在介绍了超宽带技术背景知识的之后,对超宽带系统的若干关键技术进行了归纳,并详细、重点地对超宽带系统的定时同步技术进行了分析和总结。通过对已存在的各种同步算法的研究与分析,发现超宽带同步技术中最大的挑战就是设计出快速、低复杂度而又具有高性能的同步算法。本文首先提出了一种新颖的基于能量获取方法的快速超宽带定时同步算法。由于使用能量获取的方法能够避开复杂的相关运算,因此实现起来快速、简单,而且又能满足系统需求。同时,此算法引入非相干接收机进行解调,可以灵活调整计算复杂度与系统性能这一对矛盾。此后,在继承上一方法优点的同时,为获得更高的同步精度,本文又提出一个两步法的同步算法,利用第二步的简单操作可将同步精度提高到亚纳秒的级别。最后,本文提出了一个全新的超宽带通信系统方案。首先,设计了系统的调制方法——准四进制脉冲位置调制方法。之后,根据信号的特点,提出了一个针对此系统的同步算法,使系统能够快速、有效地获得同步。接着给出根据接收符号的结构特性而设计的解调方案。最后,为了从整体上评价同步的性能,给出系统仿真的性能曲线图,并比较了理想同步与非理想同步情况下系统的性能。