针对国家重大需求和无线通信技术发展，实验室围绕我国第三代、第四代、第五代宽带移动通信系统研发应用，开展了宽带移动通信关键技术研究和实验验证。研究工作得到了国家重大专项、国家863计划、国家973计划的支持，是 “中国第三代移动通信系统研究开发项目”和“未来移动通信系统（FuTRUE项目）”的总体专家组成员单位，在系统性能分析、编码调制、信道估计、多天线传输、干扰管理、资源调度等方面均有重要工作，相关成果获国家科技进步二等奖。
实验室持续开展了脉冲超宽带（IR-UWB）无线通信技术研发工作，得到国家863计划、国家科技重大专项、中国科学院知识创新工程、华为技术有限公司、Intel中国实验室等的资助。研究工作形成了比较系统完整的脉冲超宽带短距通信理论分析与系统设计方法，在低位宽接收技术、脉冲产生和调制、低复杂度系统设计等方面有重要研究成果，研制了高速率低功耗的脉冲超宽带无线通信芯片组，建立了多节点的脉冲超宽带短距无线通信实验网。
实验室围绕无线网络业务建模、网络与用户行为分析、系统性能优化与评价开展了持续研究，得到国家973计划的连续二期的资助，并与华为、中兴、中国电信等企业有多方面的技术合作。研究工作在多用户混合业务建模、网络业务容量评价、基于大数据的网络与用户行为分析等方面取得重要成果，搭建了蜂窝网络无线大数据采集、分析和应用平台。
针对可见光谱段的短距通信，开展了无线光通信理论以及基于LED光源的无线光传输组网方法研究，得到了国家973计划、中科院前沿科学重点项目的支持。研究工作在可见光信道容量分析、组网覆盖方法、无线光电混合传输等方面取得成果，设计搭建了VLC/WiFi局域组网实验平台。