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无线光通信的研究可以追溯到上世纪70年代，人们研究的重点是红外无线通信。因为红外频段具有低成本的红外光源和检测器。最近发光二极管(Light-emittingdiode，LED)的一些优点使得可见光无线通信成为研究的热点。可见光无线通信的优点主要包括:可见光无线通信的频谱没有严格的限制;与红外通信不同，可见光无线通信对健康不存在潜在的危害;同时因为光的透射性很弱，可见光无线通信具有高保密特性。 因为LED灯的低功耗、低成本和长寿命，LED灯被视为未来照明的主要技术手段。对可见光无线通信而言，发射端采用LED作为光源，接收端采用光电二极管(Photodiode，PD)进行接收。最常用的方式是强度调制、直接检测(Intensitymodulation/directdetection，IM/DD)，发射信号是光功率信号，没有极性。人们研究各种适合可见光无线通信的调制技术，主要包括脉冲幅度调制(Pulse-amuplitudemodulation，PAM)、脉冲位置调制(Pulse-positionmodulation，PPM)和基于正交频分复用技术（Othogoanlfrequency-divisionmultiplexing，OFDM）的调制方式等等。 多输入多输出（Multiple-inputmultiple-output，MIMO）技术在可见光无线通信中也得到了广泛的关注。与单输入单输出(Single-inputsingle-output，SISO)系统相比，MIMO系统具有分集增益和空分复用增益，能够有效提高系统的性能。可见光无线通信系统发射端LED灯的调制带宽受限，而MIMO技术能有效提高系统的频谱利用率。自适应调制技术则能进一步提高系统的性能。 本文重点研究的内容包括以下几个方面: 1.可见光无线通信信道容量的研究。由于可见光无线通信采用IM/DD，射频无线通信信道容量的分析不能直接应用于可见光无线通信中。可见光无线通信的信道容量还没有解析表达式，只能得到对应的上、下边界。本文重点分析SISO可见光无线通信系统信道容量。在不同约束条件下，分析得到了可见光无线通信系统信道容量新的上、下边界。在此基础上，对MIMO可见光无线通信系统的信道容量进行了分析。 2.调制方式的研究。由于受到IM/DD的限制，发射端的信号只能是正的信号，没有极性和相位信息。研究一种适合IM/DD的调制方式以提高可见光无线通信系统的频谱利用率非常重要。本文对现有的调制方式进行了分析和比较，在此基础上提出了适用于MIMO可见光无线通信系统的调制方式，预编码矩阵调制方式(Precodingmatrixmodulation，PMM)，这种调制方式有效地提高了系统的性能，增加了系统的灵活性。 3.可见光无线通信与MIMO技术的结合，利用MIMO系统的空分复用增益。由于LED的调制带宽有限，如何提高频谱利用率是研究的重点。MIMO系统与SISO系统相比多了空间自由度，它可以用来实现分集增益或者空分复用增益，而空分复用增益能有效提高系统的频谱利用率，所以将MIMO技术应用到可见光无线通信系统中能有效地提高可见光无线通信系统的频谱利用率。本文提出了系数分离MIMO可见光无线通信系统，有效地提高了系统的传输速率。在平坦衰落信道中，正负系数分离（Positiveandnegativecoefficientsseparation，PNS）系统与最大比合并(Maximumratiocombing，MRC)接收机相结合进一步提高了系统的性能。在弥散信道中，本文提出了两种系数分离系统。系数分离技术与OFDM相结合，有效抗多径干扰的同时，降低了计算的复杂度。 4.利用MIMO系统的分集增益对抗信道衰落。本文对MIMO可见光无线通信系统中的波束成形技术进行了研究。在平坦衰落信道中，最优波束成形向量只需将有限的比特数反馈给发射端。在弥散信道中，本文提出了基于时域的波束成形技术。与基于OFDM的波束成形技术相比，本文提出的时域波束成形技术在性能上更优，并且显著降低了反馈信息量。 5.在MIMO可见光无线通信系统中，自适应调制技术能够进一步地提高系统的性能。本文提出了三种自适应调制技术:基于直流偏置的自适应调制，基于QR分解、逐次干扰消除的自适应调制，以及基于波束成形技术的自适应调制。