混沌是由非线性系统产生的一种确定性的、貌似随机的过程，混沌序列具有非周期性、无规则性、有界性且不收敛，对序列的初始值极为敏感，复杂度相对于传统的伪码较高，这些特有的性质使得混沌在扩频通信、多址通信、保密通信等领域都具有很好的应用前景。随着对混沌理论研究的深入，混沌同步成为这一领域的关键课题。本文结合具体的应用背景，介绍了混沌通信技术的研究现状；研究了混沌的基础理论，主要包括混沌的特性、混沌的产生方法及几种常见的混沌映射关系式；并对混沌的主要特性，如平衡性、自相关特性、互相关特性、相位特性、功率谱密度等进行了仿真分析。系统地研究了几种常见的混沌同步方法，如驱动-响应同步法、主动-被动同步法、自适应同步法以及观测器同步法等，并对这几种同步方案进行了仿真分析，设计了基于噪声引导混沌同步的混沌通信系统方案，对该方案的可行性进行了仿真验证。DCSK（Differential Chaos Shift Keying，差分混沌移位键控）通信系统是不需同步的混沌通信方案，是混沌通信中被重点关注的关键技术之一。本文系统而深入地研究了DCSK通信系统的原理和方法，仿真了DCSK通信系统的相关性能，并在DCSK混沌通信技术的基础上引入了空间分集技术，设计了基于空间分集技术的SIMO-DCSK、MIMO-DCSK调制解调的混沌通信方案。上述方案均在发送端和接收端分别采用多根天线对传输的信息信号进行处理以获得空间分集增益，这种方法在不增加信号带宽的条件下对系统的数据传输速率进行了较大的提升。通过在高斯白噪声信道下的仿真表明，SIMO-DCSK、MIMO-DCSK混沌通信方案较传统的DCSK通信系统得到了明显的空间分集增益，且系统的误码率性能获得了较大的提高。