信息的高速传输已经成为当今无线通信研究的重要内容。超宽带(UWB)是一种极具应用潜力的短距离无线通信技术,具有传输速率高、系统容量大、发射功率低、抗干扰性能强、保密性好以及系统结构简单等优势,在众多领域具有极为广阔的应用前景。时间反演(TR)是一种基于电磁波互易原理的环境自适应无线传输方法,具备独特的时间聚焦与空间聚焦性能,能将不利的多径效应变为有利因素。在丰富的多径环境下,TR的时空聚焦能显著压缩多径时延扩展、降低码间干扰、提高信噪比,以及增加系统传输速率。本论文在充分调研UWB无线通信技术以TR技术在UWB中应用的基础上,依据TR-UWB基本通信原理,利用先进时域测量设备,构建了一套全自动、远程控制、基于软件无线电架构的测控实验系统,并在典型的室内环境下,对波形时间反演超宽带(WTR-UWB)、信道时间反演超宽带(CTR-UWB)以及传统UWB三种无线通信系统进行了对比实验研究。实验结果表明,TR在减小多径时延扩展、提高信噪比、降低码间干扰等方面性能显著。在室内多径信道环境下,基于TR的UWB系统成功地实现了500Mbps@4m高速率信息无线传输。全文共五章:第一章介绍了UWB无线通信的发展历史、自身优势、存在问题及解决方法,阐述了TR技术的时空聚焦原理与优势,并对基于TR技术的UWB无线通信的最新研究进展进行了简要总结。第二章介绍了TR-UWB无线通信的基本原理及关键技术,包括如何获取TR信号,TR-UWB的调制方式与检测过程,以及两种TR技术:波形时间反演(WTR)与信道时间反演(CTR)。第三章对自主设计的全自动、远程控制、基于软件无线电架构的TR-UWB无线通信测控实验系统进行了系统阐述。第四章通过全时域实验对比研究了多种TR-UWB通信系统以及传统UWB通信系统在室内环境下的通信性能,包括SISO, SIMO,MISO,MIMO等系统结构。第五章对全文做了总结,指出了未来研究的方向。