该论文针对不同信道传输环境下UWB无线电系统性能及其关键技术进行了研究.第一,论文提出了采用模拟子载波的TH-CDMA BPSK UWB和TH-CDMA BMSK UWB两种UWB无线电系统实现方案,并与THSS BPPM UWB方案进行了比较.建立了相应的UWB无线电信号及系统模型,在理想多址信道条件下,对UWB系统的信息传输速率和多址性能进行了定量测量,并对结果进行了理论分析和仿真评估比较.第二,论文研究了户内密集多径衰减信道并且伴有AWGN环境下采用H-S/MRC(Hybrid Selection/Maximal-Ratio Combining)接收机的THSS BPPM UWB无线电系统的BER性能.假定MAI服从高斯分布并利用虚拟分支技术,首次推导出在考虑每个分集分支是独立多径衰减及没有假定在户内密集多径衰减信道上是等平均SNR的情况下UWB系统的准确BER表达式,并且对其进行了理论分析和仿真评估比较.然后,对具有不同脉冲持续的脉冲进行仿真,结果表明:脉冲持续、每符号持续包含的脉冲数量、所选取的多径分集分支数量以及它们在时域上的分布都对系统BER性能有极大影响.第三,论文研究了PRF对运行在密集多径衰减环境下采用H-S/MRC接收机的THSS BPPM UWB系统BER性能的影响.利用虚拟分支技术,首次推导出在密集多径环境下就PRF、被选择并被结合的多径分支数量L以及信道的多径扩展而言的UWB系统BER准确表达式,然后对其进行了理论分析和仿真评估比较.第四,论文研究了冲激噪声环境下UWB无线电系统的BER性能.首先,研究分析了Middleton A级冲激噪声模型的同相分量和正交分量的统计特性,利用两种方法,证明出它们是彼此相依的,尤其是当冲激噪声的冲激指数较小时.其次,通过利用这种相依性,提出了一种新颖的设计用于冲激噪声的UWB无线电接收机并且推导出冲激噪声环境下该接收机的平均BER作为SNR和门限值的函数的准确表达式;然后,对最优门限值进行了讨论,结果显示其相当取决于冲激噪声的冲激指数.第五,论文研究了UWB系统通常采用的基本脉冲发射波形,即高斯脉冲、高斯起源单周期脉冲以及高斯单周期脉冲并且提出了几个基于高斯起源单周期脉冲的、设计用于AWGN信道以及户内密集多径衰减信道并伴有AWGN环境下、采用H-S/MRC接收机的THSS BPPM UWB无线电系统的、作为发射的基本UWB脉冲波形的候选的超短基本脉冲发射波形.对所有这些基本脉冲的频谱特性、自相关函数以及在不同信道下由它们实现的系统性能进行了理论分析和仿真评估比较.在AWGN信道下,分单链路和多址两种情况,对它们的频谱特性和THSS BPPM UWB无线电系统的比特传输速率性能、BER性能进行了分析和评估比较.最后,论文研究了AWGN信道下UWB无线电系统中单个数据包单元发射信号能量的优化.提出了优化该能量的原理和方法,并分单链路和多址两种情况,对基本脉冲波形、每符号包含的脉冲数量以及有效用户数量对单个数据包单元发射信号能量的影响进行了理论分析和仿真评估比较,结果表明:在AWGN信道并且给定虚假消息概率门限值的条件下,适度地减小每符号包含的脉冲数、减少系统支持的有效用户数量或者采用能够实现更好的符号差错概率性能的基本脉冲波形均能够实现对该发射信号能量的优化.