超宽带无线通信系统在信息传输速率、抗多径衰落和频谱资源重复利用方面较其他无线通信系统有着巨大的优势。混沌信号因其天然的宽带频谱特性和信号生成的简单性很自然地被运用到超宽带无线通信领域。混沌超宽带通信系统利用以混沌信号作为载波的混沌数字调制技术来发送信息，这些混沌超宽带通信系统已经在成本、功耗和抗干扰方面展示了其优异的性能。其中具备简单结构和优异性能的码移差分混沌位移键控(CS-DCSK: Code-Shifted Differential Chaos ShiftKeying)近些年以来得到了更多的关注，并且也被运用到超宽带通信当中来。　　奈奎斯特采样定律在数字信号处理领域当中是占据了非常重要的地位，对科技进步起到了不可磨灭的作用。随着人们对巨量数据和高通信速率的需求不断增长，使得信号的带宽不断扩大。而对于具有超宽带的混沌超宽带通信系统来说，按照传统的奈奎斯特采样定律来采样会导致超高的采样率，这给接收端的模数转换器带来了实现工艺、成本和功耗方面的大问题。这成为了具备优异性能的混沌超宽带通信系统在实用化的道路上的一道坎。压缩感知理论的诞生给信号处理领域带来了一场变革，而以压缩感知为基础思想而设计的低于奈奎斯特采样率的欠采样接收机已经在其他宽带通信领域显示了其可行性。因此，探索混沌超宽带通信系统与压缩感知的结合必将使得混沌超宽带通信系统已有的优势得到更进一步的发挥。　　本文首先分析了以CS-DCSK为基础的混沌超宽带通信系统的两重稀疏性，然后针对传统的CS-DCSK接收机中Walsh码的结构的分析而做出改进，使之更简单且符合压缩感知接收机的思想，并验证了改进的接收机的误码率性能在加性白高斯噪声信道下和传统的接收机相比没有损失，同时还扩展到了超宽带信道下并做了误码率分析。　　其次，基于改进的CS-DCSK接收机结构，提出了两种针对该混沌通信系统的欠采样接收机结构并分析了各自的误码率性能。同时，还进一步利用了混沌信号使其作为压缩感知接收机中的随机测量信号，从而在混沌超通信系统的基础上进一步利用了混沌信号，使得系统的成本和功耗进一步的降低，但是性能却没有损失。