超宽带无线通信技术研究：从UWB到CUWB

"这篇论文是关于超宽带（UWB）技术的研究，特别是在认知超宽带（CUWB）领域，涵盖了脉冲波形优化设计、CUWB系统分析与架构设计以及自适应脉冲波形设计等内容。" 超宽带（UWB）技术是一种新兴的无线通信技术，因其信号相对带宽超过20%或绝对带宽超过500MHz，被美国联邦通信委员会定义。UWB系统具有众多优势，包括低功耗、高数据传输速率、抗多径衰落和空间分辨率高等特性，使其成为短距离高速无线通信的理想选择。在商业多媒体设备、无线传感器网络、无线定位、家庭和个人网络以及智能交通系统等多个领域，UWB的应用前景已被广泛认可。 论文主要关注UWB无线通信系统的关键技术，特别是UWB脉冲波形的优化设计。脉冲波形是UWB系统的基础，其设计直接影响系统的性能。论文中详细介绍了UWB-IR系统的原理，并通过对典型脉冲信号的功率谱分析，强调了优化脉冲波形对于提高系统性能的重要性。此外，论文还归纳总结了超宽带成形脉冲设计的一般要求和评价指标，并探讨了几种典型的设计方法。 论文的第二部分集中在认知超宽带（CUWB）无线通信系统的分析和架构设计。认知无线电是现代无线通信的一种重要技术，允许设备动态调整其参数以避免干扰其他通信系统。CUWB结合了UWB的高数据速率和认知无线电的智能适应性，为实现高效利用频谱资源提供了可能。 第三部分则专注于自适应脉冲波形设计，提出了一种基于扁长椭球波函数（PSWFS）的优化算法。该算法旨在解决当前脉冲优化设计中存在的问题，如辐射掩蔽规定和频谱效率的提高。通过利用PSWFs的完备正交特性，该算法能够更有效地设计满足特定需求的UWB脉冲波形。 这篇博士论文深入研究了UWB技术的关键技术和未来演进，对UWB脉冲波形优化设计提出了新的方法，并探讨了CUWB系统的设计与实现。其研究成果对于推动UWB技术的发展，特别是在提升系统性能和频谱效率方面，具有重要的科学价值和实际意义。