随着全新连接时代的来临,涌现了许多无线新体验,他们的实现都依赖于高带宽频谱的超高速传输方式。同时,日常生活中各种大型小型公共区域需要布设高速通信网络。以及以智能制造为主导的“工业4.0”,对物联通信提出了更高的要求。大规模多色可见光通信(Massive Multi-Color Visible Light Communications,mMC-VLC)充分地利用空间域和颜色域资源,实现多路径和多色谱双重复用,拥有极大的优势满足室内通信高频谱效率、高速和高密度深度布设需求。本文针对考虑多路径和多色谱干扰的大规模多色可见光系统,为了解决收发端单元数量差距大,相关性高以及接收端的移动性的问题,提出了几个关键技术。具体研究内容如下:1、针对大规模多色可见光系统中的多路间干扰和多色间干扰导致的信道矩阵病态特性的问题,提出了在满足通信和照明功率分配约束下的低病态LED组合布局方法。对于大规模多色的基本单元是多色LED,可看做是多组多色可见光通信的合并。首先介绍了LED色度学相关理论,接着对于单组多色LED同时考虑照明和通信需求时,研究了满足色度约束、信号幅度约束、总光功率约束的各色的功率比值。同时分析了系统的同色多路径干扰和异色多色谱干扰的成因,以及建立了同时考虑两种干扰的大规模多色可见光通信系统的模型。为了使多色谱多路径复用增益最大,低病态布局约束下的系统的信道增益矩阵需达到满秩。不同信道增益矩阵的病态特性是影响系统检测算法性能的重要因素,在该功率比值下确定了低病态布局,仿真得到低病态布局的最优布局参数与收发端垂直距离的拟合曲线。2、针对大规模多色可见光系统中收发端的阵列单元数量差距大,信道间相关性强的问题,提出了自适应空间布局激活选择算法,得到了适应于不同收发端垂直距离的最优布局参数。基于大规模多色可见光通信系统模型,针对固定的接收机位置,给出了圆形闭环布局和线性布局约束下的最优布局参数优化问题。为了实现对接收端位置的自适应性,分别求得了两种布局约束条件下最佳布局参数和发射面与接收面之间的垂直距离的拟合曲线。针对由于mMC-VLC的LED间隔不确定导致采用自适应技术激活的LED可能无法完美形成最优参数布局的问题,提出了最接近布局选择准则。根据激活系统的信道增益矩阵满秩的条件,仿真得到了每个接收位置对应的最大可用N。提出了OMS-SM技术在大规模多色可见光通信系统的拓展作为自适应布局选择技术的对照。3、面向采用光学滤波器的大规模多色系统实际存在宽光谱干扰条件下的信号折衷传输需求,提出了实时最优追踪角方法,设计了适应于收发端相对偏移角的最优对准方式。N组多色LED的宽光谱干扰特性相同,同时PD的对准方式有有效对准对宽光谱干扰和目标信号接收具有显著影响。从优化PD的追踪角来提高系统的性能。建立了室内动态环境下的系统模型,提出了实时最优追踪角技术。能够快速地得到使总宽光谱干扰最小的最优追踪角,同时保证目标信号的可靠传输,实现折中对准。建立了得到最优追踪角的最优化问题,同时通过解决外层的离散分类讨论和内层的连续函数最优解,得到了特定条件下的分析解。得到的最优追踪角适应于接收机和发射机的相对偏移角。提出了实时最优追踪算法和穷搜算法,分析了各算法对应的算法复杂度,实时最优追踪算法的分析解与穷搜结果一致。