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随着通信技术的快速发展，频谱资源短缺已成为限制无线通信发展的关键因素。高速率、大带宽的可见光通信(Visible Light Communication，VLC)技术将成为解决频谱饱和危机的有效方法。
截至目前，VLC技术还需解决的关键问题有：1.非对称限幅正交频分复用(Asymmetrically Clipped Optical OFDM，ACO-OFDM)调制是高速VLC的重要调制方式之一，目前对于ACO-OFDM调制技术的研究大多集中于对传输性能的分析与提升，对具体实现方式的研究相对较少。2.室内VLC系统中光信号的传输依赖位置固定的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)阵列，这种传输方式容易导致接收平面上光功率与光照度分布不均，进而造成通信与照明质量劣化。针对上述问题，本文的研究内容分为以下三个方面：
第一，对室内可见光多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output ， MIMO)通信系统中光功率、光照度以及信道噪声等参数进行分析，建立室内VLC信道模型，研究信道冲激响应与接收平面光功率分布，结果表明接收功率自房间中心向四周递减，存在明显波动。在此基础上进一步讨论了半功率角及接收机视场角(Field Of View，FOV)与接收功率分布的关系。
第二，对高速可见光通信调制技术进行研究。分析对比了开关键控调制与正交振幅调制两种基本调制方式。在此基础上对ACO-OFDM调制方式与高速傅立叶变换(Fast Fourier transform，FFT)算法进行深入研究。完成了基2标准时延结构(Standard Delay Format，SDF)流水线型FFT处理器的设计验证，在150MHz的系统时钟下，输出延迟为990ns，功能表现良好。同时对基于该FFT模块的ACO-OFDM系统进行仿真验证，并研究该系统的误码率表现。
第三，针对室内VLC系统接收平面光功率与光照度分布不均匀的问题，提出一种基于区域划分的新型LED阵列布局方式，在提升光照均匀性的同时降低了24.6%的峰值功率偏移量。同时提出基于改进型蚁群算法的室内VLC接收功率均匀性优化方法，利用功率调节因子对LED阵列发射功率与发光强度进行调节。通过选取峰值功率偏移量作为目标函数及两路蚂蚁并行寻优的方式，搜索最优功率调节因子。并对信息素影响因子及信息素强度值进行动态调整，提高收敛能力。结果表明，在新型LED阵列布局方式下，该优化方法降低了14%的峰值功率偏移量，收敛速度较基本蚁群算法提升39.5%，接收功率与光照度均匀性得到显著提升。在其它三种基本LED阵列布局方式下，该方法同样表现出有良好的优化效果。
截至目前，VLC技术还需解决的关键问题有：1.非对称限幅正交频分复用(Asymmetrically Clipped Optical OFDM，ACO-OFDM)调制是高速VLC的重要调制方式之一，目前对于ACO-OFDM调制技术的研究大多集中于对传输性能的分析与提升，对具体实现方式的研究相对较少。2.室内VLC系统中光信号的传输依赖位置固定的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)阵列，这种传输方式容易导致接收平面上光功率与光照度分布不均，进而造成通信与照明质量劣化。针对上述问题，本文的研究内容分为以下三个方面：
第一，对室内可见光多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output ， MIMO)通信系统中光功率、光照度以及信道噪声等参数进行分析，建立室内VLC信道模型，研究信道冲激响应与接收平面光功率分布，结果表明接收功率自房间中心向四周递减，存在明显波动。在此基础上进一步讨论了半功率角及接收机视场角(Field Of View，FOV)与接收功率分布的关系。
第二，对高速可见光通信调制技术进行研究。分析对比了开关键控调制与正交振幅调制两种基本调制方式。在此基础上对ACO-OFDM调制方式与高速傅立叶变换(Fast Fourier transform，FFT)算法进行深入研究。完成了基2标准时延结构(Standard Delay Format，SDF)流水线型FFT处理器的设计验证，在150MHz的系统时钟下，输出延迟为990ns，功能表现良好。同时对基于该FFT模块的ACO-OFDM系统进行仿真验证，并研究该系统的误码率表现。
第三，针对室内VLC系统接收平面光功率与光照度分布不均匀的问题，提出一种基于区域划分的新型LED阵列布局方式，在提升光照均匀性的同时降低了24.6%的峰值功率偏移量。同时提出基于改进型蚁群算法的室内VLC接收功率均匀性优化方法，利用功率调节因子对LED阵列发射功率与发光强度进行调节。通过选取峰值功率偏移量作为目标函数及两路蚂蚁并行寻优的方式，搜索最优功率调节因子。并对信息素影响因子及信息素强度值进行动态调整，提高收敛能力。结果表明，在新型LED阵列布局方式下，该优化方法降低了14%的峰值功率偏移量，收敛速度较基本蚁群算法提升39.5%，接收功率与光照度均匀性得到显著提升。在其它三种基本LED阵列布局方式下，该方法同样表现出有良好的优化效果。