人类自从诞生之日起就从未停止对浩瀚星空的好奇与探索，近些年来，随着科学技术的发展，人们对太空的探索也越来越深入，对空间通信的要求也越来越高。作为空间通信的主体，空间飞行器也由单一化、大型化向复合化、小型化发展，空间飞行器编队的概念开始出现并越来越受到研究者的重视。DS-UWB（DirectSequence Ultra-Wideband）由于其具有高得数据传输率、多径效应抵抗能力强、容易实现频谱共存等优点，所以适和用于构建空间编队飞行器通信链路。本文重点研究了DS-UWB体制空间多用户通信系统的以下几项关键技术：多用户检测技术、超宽带脉冲波形设计和频谱共存技术。首先，本文分析了超宽带DS-UWB系统的通信模型，从超宽带信号的发射、传播和接收等方面对其进行了研究。分析了空间编队飞行器超通信系统的信道模型，推导其链路方程并分析了链路性能。得到了发射功率、传播距离和信道容量之间的关系，并进行了仿真验证，证明了DS-UWB信号可以用于超宽带编队飞行通信系统并实现远距离传播。之后分析了DS-UWB系统的接收性能，推导出多用户情况下的理论误码率公式，并得出传统的相干接收机是没有多址干扰抑制能力和抗远近效应能力的结论。其次，针对传统相干接收机在多址干扰抑制能力和抗远近效应能力行的不足，本文提出了两种多用户检测算法。一种是将多用户检测问题等效做组合优化问题后利用人工蜂群算法思想来解决；二是利用拉格朗日乘数法构造特征函数，然后利用门限检测和似然度检验来纠正相干接收机输出中的误码。通过仿真实验也验证了这两种算法在误码率、抗远近效应和计算复杂度等方面较经典多用户检测算法都有着明显的优势，符合空间编队飞行器DS-UWB通信系统的要求。最后，针对超宽带系统和窄带系统的频谱共存问题，本文首先建立起窄带系统和超宽带系统相互之间的干扰模型，并分析相互影响下的各自的接收性能，研究满足一定通信性能下的各自信号的功率问题；然后通过设计具有陷波特性的超宽带脉冲，使两种通信系统的信号在频域上相互分开，从而使超宽带系统和窄带系统达到频谱共存。