脉冲无线电(Impuse Radio，IR)通信系统可以提供大的数据传输带宽，并且有极低的功率谱密度，低的系统复杂度以及低成本的优势。这使得脉冲无线电通信系统成为当前无线通信领域关注的问题。脉冲无线电的类似冲激的短暂时域持续特性使得脉冲无线电系统的定时恢复必须解决获取多径位置的难题，但是多径位置的获取又必须通过脉冲定时的准确恢复来获取能量。这个相互制约的问题成为制约脉冲无线电系统数据速率和成本的难题。本论文针对脉冲脉冲无线电的定时恢复问题展开研究，主要研究内容如下。 第一：脉冲无线电的多径预估计技术，主要解决在实现定时恢复之前的多径预什计。主要使用正交接收2个分量的结果的平方和仅仅和时间窗内的脉冲无线电信号的幅度的平方成正比，该幅度和使用的正弦模板的相位和频率无关，在不同的时间窗上进行搜索得到不同时间窗对应的多径分量的幅度，选择适当的若干径进行定时恢复。 第二：脉冲无线电的正交定时恢复技术。多径预估计技术提供的多径信息比较粗糙，但是多径分量在时间窗内的偏移尚未获取，由于脉冲信号的特点是相关峰狭窄。微小的定时误差都会带来极大的信噪比损失甚至完全错误的解调结果。文中给出了一种基于正交多径分解的同步技术，利用正交分解得到的向量相位来表征脉冲信号在时间窗内的精确位置，补偿了多径预估计模块多径分量在时间窗内的偏移误差， 第三：非相干辅助的脉冲无线电突发相干通信体制。脉冲无线电相干接收需要较长的时间才能实现定时恢复，文中给出了一种基于非相干辅助接收的相干通信体制，本体制可以快速实现对脉冲无线电的定时恢复和多径估计，系统开销小，适合于无线传感器网络中使用脉冲无线电作为通信手段。 第四：脉冲无线电高速通信系统的设计与实现。文中给出了一个以脉冲无线电通信体制的室内超宽带通信系统，数据传输速率大于100Mbps，在该系统上成功的演示了多路HDTV图像和文件的混合传输，性能稳定。该系统是国内公开报导的第一个脉冲无线电超宽带系统。 本文给出了上述几个方面的工作，解决脉冲无线电通信中的同步和通道估计的关键问题。在较低的系统复杂度情况下解决了相干接收的关键问题，并实现了高速率的超宽带脉冲通信系统。