Nach dem Start der Regulierung in 2002 in den USA und der inzwischen weltweiten Freigabe von Ultra-Wideband wurden eine Reihe von Initiativen gegründet, die die Möglichkeiten des Einsatzes von Ultra-Breitband im Bereich der kommerziellen Anwendungen untersuchten. Inzwischen kommen die ersten kommerziellen Produkte für breitbandige Datenübertragung über kurze Distanzen auf den Markt. Dennoch gibt es immer noch eine Reihe ungelöster Fragen, die teilweise in dieser Dissertation diskutiert und beantwortet werden sollen.

Die Robustheit von Ultrabreitband gegenüber Small-Scale-Fading (SSF) in Mehr-wegekanälen als Folge der grossen Bandbreite in hinlänglich bekannt. Dennoch gibt es bislang kein physikalisches Modell, das die Variation der Empfangssignalstärke in Abhängigkeit von der Signalbandbreite und genereller Kanaleigenschaften wie dem Verzögerungs-Leistungsspektrum exakt beschreibt. In dieser Dissertation wird ein Modell vorgestellt, das diese Analyse erstmals ermöglicht, indem es die statistischen Eigenschaften von SSF als Funktion der Signalsbandbreite und des Verzögerungs-Leistungsspektrum beschreibt. Zudem wird eine Berechnung der resultierenden Bitfehlerrate bei Verwendung von BPSK Modulation vorgestellt.

Die hohe Bandbreite der Ultrabreitbandsysteme ist zwar sehr vorteilhaft bei der Bekämpfung von SSF, führt aber im Empfängerdesign durchaus zu Problemen. Kohärente Empfängerkonzepte sind in der Regel sehr komplex., so dass bereits in 2002 von den Autoren Tomlinson und Hoctor ein alternatives Konzept vorgeschlagen wurde, das das Transmitted Reference (TR) Verfahren mit einem Autokorrelationsempfänger kombiniert und eine Kanalschätzung vermeiden kann. Aufgrund der nicht-linearen Struktur des Autokorrelationsempfängers war es bislang schwierig, das exakte Verhalten des Empfängers vorherzusagen. Diese Dissertation gibt nun Einblicke nun das prinzipielle Verhalten des TR-Autokorrelationsempfängers und zeigt zusätzlich Verbesserungen auf, die es ermöglichen, einige Nachteile des Konzepts deutlich abzuschwächen. Eine neue Interpretation des TR UWB-Prinzips erlaubt des es zudem, den Einfluss von Intersymbolinterferenz exakt zu analysieren.

Basierend auf dem theoretischen Verständnis von TR-UWB wird im Anschluss ein hochratiges Übertragungssystem mit Datenraten im Bereich von einigen 100Mbps bei einer Bandbreite von 1 GHz entwickelt. Es verwendet eine Kombination von trellis-basierter Entzerrung, Turbo-Dekodierung und Verarbeitung in mehreren Bändern, die es erlaubt, die gewünschte Datenrate mit moderater digitaler Signalverarbeitung zu erzielen.