超宽带(UWB,Ultra Wideband)通信最早用在军事领域中,2002年美国联邦通信委员会(FCC)批准民用后,其凭借低功耗、高速率、易实现性以及较好的抗干扰性等特点成为了短距离高速无线通信领域的关键组成之一。UWB技术的频带范围定义在3.1-10.6GHz,根据香农信道公式,在同样信噪比下带宽越大即可带来更高的信道容量,因此UWB技术具有较其他窄带通信技术更快的传输速度。UWB通信因其具有诸多优点已广泛应用于无线个域网和无线体域网中,UWB通信的研究对未来无线通信技术的发展起着重要作用。随着人们对通信速度的要求逐渐提高,频谱资源的有效利用成为更为重要的研究课题,高效UWB传输方案的设计也引起了广泛关注,其关键要求是更高的频谱效率,更低的复杂度和更稳定的抵抗信道衰落的鲁棒性。关于高效UWB传输方案的相关研究主要分为两种,一种是在系统发送端采取更高阶的脉冲调制方式,通过调节脉冲幅度、相位和形状等因素传输更多信息比特;另一种是增加信号发送天线数目,通过多天线同时发送UWB信号起到提高频谱效率的作用。目前高效UWB传输方案的设计存在实现复杂度高和系统性能差等缺点,为了设计出能够优化系统频谱效率和系统误码率性能的高效UWB传输方案,本论文主要进行了下面三部分研究工作。首先,为了提高系统发送速率,增加了每个用户的备选码集数目,给出了多径信道下基于正交互补码(OCC,Orthogonal Complementary Code)选择的高效UWB传输方案的分析与仿真,在提高频谱效率的同时降低了多径干扰对系统性能的影响,使该方案更加适用于复杂的信道传输环境,同时兼顾了系统的有效性和可靠性。针对该传输方案的性能分析,给出了基于矩生成函数(MGF,Moment Generating Function)的理论分析方法,并在两种不同多径信道模型下得出仿真结果,验证了该方案相比传统传输结构的性能优越性。其次,针对多天线UWB系统的高效传输研究,提出了超宽带空间调制传输方案,充分利用多天线的空间优势,利用从多根发送天线中选择一根激活发送天线的方式增多每次传输的比特数目,同时利用多接收天线优化了系统性能,分别在加性高斯白噪声(AWGN,Additive White Gaussian Noise)信道和多径信道下得到了所提方案的仿真结果。最后,为了进一步提高系统频谱效率,同时降低超宽带空间调制系统的误码率,提出了基于OCC选择的高效超宽带空间调制传输方案,该方案结合了 OCC选择调制和超宽带空间调制的技术特点,充分利用了扩频码集资源和空间资源,在发送端采用三种方式发送数据,相比前两种方案获得了更高的发送速率。在系统性能方面,基于MGF分析方法得出了系统误比特率表达式,仿真比较了此方案与超宽带空间调制方案的误比特率性能,结果显示出该方案可获得更好的系统可靠性,实现了对高效超宽带传输方案速率和性能的综合优化。