煤矿井下环境特殊,工作面是煤矿开采的重要工作区间,布置着大量的机械设备,随着采煤机不断掘进,空间不断变化,是可变通信空间。近几年来快速发展可见光通信技术,属于短距离无线通信技术,随着传输距离的增加光信号快速衰减,接收的光信号主要来源于光直接照射,并能够在提供井下照明的同时提供通信。鉴于此,本论文研究了煤矿工作面可见光通信系统,尤其是其中光源布局的优化研究。针对煤矿工作面特殊形状的通信空间,多个光源点共同作用下,考虑光直接照射和煤层墙壁、液压支架、采煤设备等的一次反射、二次反射和三次反射,利用光线追踪法,建立了煤矿工作面可见光通信系统的模型。针对煤矿工作面可见光通信系统中多个等功率均匀阵列分布光源点协同照射下,接收平面光信号分布不均匀问题,提出了优化LED光源功率的改进方法,引入了信噪比因子衡量接收平面信噪比均匀性。针对长方体型的通信空间,等功率光源点作用下,中间大部分位置光信号分布均匀,四周光信号值较小的问题,设计了基于边缘功率优化的功率调节方法,相比等功率光源,信噪比因子降低了52.7%。进一步设计了应用群体优化算法优化每个LED光源的功率,接收平面信噪比均匀性进一步提高,相比与等功率光源,信噪比因子降低了60.4%。针对可见光通信中光源衰减对距离的敏感性,设计了改进LED光源高度和顶部空间二维位置分布,提高接收平面光信号信噪比均匀性的方法。所有LED光源均匀阵列分布下,应用烟花算法优化每个光源的空间高度,光源高度无限制时,优化后接收平面信噪比因子降低了50.1%,光源高度限制在2.6-3米时,信噪比因子降低了32.8%。针对所有光源位于顶部空间,人为设定光源数量,应用烟花算法优化每个光源的二维位置,光源数量越多,接收平面信噪比因子值越小,当设定80个LED光源时,信噪比因子比阵列分布时降低了32%。优化时,设计了用等高分布或者阵列分布的初值,取代随机产生的初值,提高迭代效率。针对LED光源高度受限和不受限两种情况,应用优化算法,设计了光源三维空间位置优化的方法提高信噪比均匀性。三维位置优化后,相比与二维优化信噪比因子稍有减小,以45个LED光源为例,优化后信噪比因子比阵列分布时降低了49.5%。实验表明,二维位置或三维位置优化后,信噪比因子均有明显的降低。