随着无线通信技术的蓬勃发展，人们持续增长的业务需求与有限频谱资源之间的矛盾成为学者们研究新一代通信技术的动力和挑战。众多新技术中，多输入多输出(MIMO)技术和超宽带(UWB)技术因为具有传输速率高、系统容量大等优点逐渐成为无线通信领域研究开发的热点。一方面，MIMO通信系统中的空时联合处理技术，在很大程度上依赖于MIMO信道的空时特性。另一方面，UWB通信系统中由于其低发送功率的限制，了解超宽带的脉冲波形在复杂传输过程中遇到的失真问题，是保证无线链路可靠传输的先决条件。总之，MIMO通信系统和UWB通信系统中信号处理算法和系统链路设计是与具体的通信环境密切相关的。因而，我们需要对无线衰落信道的建模与仿真技术进行研究，以便分析不同信道传播参数对系统性能的影响以及信号处理算法的设计与验证。　　 本文针对新一代无线通信MIMO和UWB系统开展其信道特性和建模研究。考虑包含收发天线和无线传输环境的广义信道，重点针对MIMO技术在视距无线传输中的应用和UWB技术在车内宽带无线接入中的应用，结合通信理论、电磁场理论和天线技术，开展信道特性和建模研究。　　 论文的主要研究工作包括：　　 第一章为绪论，介绍了无线信道特性研究的历史和现状，给出了论文结构安排并归纳了论文工作的创新之处。　　 第二章介绍了无线信道的基本理论知识、信道建模的研究方法和典型信道模型及其特性，作为后续章节研究的基础。　　 第三章基于MIMO无线信道的相关理论，首先给出了广义MIMO信道矩阵的表达式和特征描述，并阐述了将信道矩阵条件数作为信道特征参数的意义。以往通信系统中，由于信道矩阵低秩的因素，MIMO技术很少应用在纯视距传输环境中。本章研究了MIMO技术在纯视距传输环境中应用的可行性，以及为保证MIMO通信系统的有效性在信道构建中所需要满足的约束条件。该约束条件是系统工作频率、传输距离和天线阵列布局的函数。通过对信道容量和信道矩阵条件数的讨论，给出了MIMO技术在纯视距传输环境下的实施建议。将极化分集技术引入到纯视距传输下的MIMO通信系统中，能够降低约束条件的制约；将定向耦合器和移相器置于天线前端能够改善MIMO通信系统在视距环境下的信道矩阵低秩问题。仿真结果说明了上述两种技术能在获得同等信道性能的条件下，有效降低子信道之间的相关性，使得信道可支持多路独立数据流的传输。　　 本章还基于电磁散射理论研究了室外视距传输环境下的MIMO信道特性，通过解析推导给出了存在典型散射体简化模型的MIMO信道矩阵，分析了不同情况下MIMO信道特性的变化趋势。该信道模型考虑了天线对系统性能的影响，并精确地描述出电磁波的传播过程，对实际MIMO系统的设计有一定的参考意义。　　 第四章在介绍了UWB通信系统的信道特点之后，指出了UWB天线传输性能对信道建模的影响。基于广义信道的定义，本文对UWB通信系统的信道建模扩展到对其天线传输函数的研究。通过运用拉氏域天线辐射分析方法，理论推导了UWB贴片天线辐射的时域表达式，从而获得了UWB天线辐射对信号波形畸变的初步认识。针对UWB天线对传系统，分别定义了发送天线的传输函数、接收天线的传输函数和天线系统的传输函数，并给出了传输函数的求解和测量方法。实验测量采用了多组UWB贴片天线，分别进行了频域和时域的对传测量，并依据其测量数据求解其发送、接收和系统的传输函数。通过传输函数得以了解天线辐射和接收过程中UWB信号波形畸变的过程。着重对信号波形畸变的产生原理及其与定量衡量方法进行了讨论，并从时域、频域角度给出在脉冲辐射过程中影响天线波形保真能力的关键因素，文中还结合天线的传输性能对UWB通信系统接收端模板信号的选取进行了讨论。　　 第五章研究了车内环境的信道特性与建模，该信道模型可以应用在车内的宽带无线接入系统中。研究工作包括了车内传播环境的仿真、车内宽带信道特性的测量以及车内信道特征的提取与建模。全波仿真采用与被测车型Ford MONDEO2.5 V6尺寸一致的3D模型，仿真结果提供了车内信号传播的能量分布。车内无线传输信道的测量采用频域测量法，使用了一对性能一致的贴片UWB天线，测量场景包含了视距和非视距两类传输情况，测量包括了收发天线距离的变化、天线倾角的变化以及车内乘员人数的变化。数据后处理过程中，采用了CLEAN算法以去除信道测量数据中天线的影响。实测结果和仿真结果相吻合。通过对测量数据参数提取和曲线拟合，给出了车内信道的功率延迟谱、时延扩展、信道容量等信道参数。研究表明，其大尺度衰落符合指数衰减，其小尺度衰落符合Saleh-Valenzuela模型。研究结果还分析了不同传输场景和车内乘员人数变化对信道参数的影响，并得出了相应的结论。