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超宽带(Ultra-wideband,UWB)无线通信系统通过纳秒级超短脉冲来承载信息符号。该技术具有通信容量大、发射功率低、定位精度高且抗多径衰落能力强等特点。UWB发射脉冲的设计必须满足美国联邦通信委员会(Federal Communication Commission,FCC)的辐射掩模规范,且该技术对于大带宽和低功率谱密度(Power Spectrum Density,PSD)的特殊要求使得基本脉冲信号根本无法满足UWB发射脉冲需求。因此,脉冲波形的设计与优化问题成为UWB通信系统研究的关键问题之一。本文围绕脉冲整形与波形优化技术展开研究,主要工作包括以下内容:(1)针对频移高斯波形(spectrum shifted Gaussian waveforms,SSGW)设计方法在其加权系数调整过程中计算量和误差过大的缺点,引入随机选择(Random Selection,RS)算法和LSE(Least Square Error)算法来求解加权系数。理论分析及仿真结果表明,与SSGW方法和同样采用RS和LSE算法的高斯导函数组合方法相比,改进SSGW(Improved SSGW,ISSGW)方法所生成脉冲能够更好地满足FCC掩模规范,且在频谱利用率和信号传输性能方面均得到一定改善。(2)为了评估脉冲波形对UWB系统误码性能的影响,在传输参考(Transmitted Reference,TR-)UWB系统模型下,对本文提出的LSE-ISSGW脉冲和另外两种常用的UWB脉冲波形即升余弦脉冲和Scholtz’s脉冲的误码性能进行分析与比较。理论分析及仿真结果表明,在TR-UWB系统中,采用LSE-ISSGW脉冲的误码性能优于其它两种脉冲。