可见光通信技术是一项新兴的无线光通信技术,随着LED灯源作为下一代绿色照明灯源逐步普及而受到广泛关注和研究。采用多灯源进行室内可见光通信,相比较采用单灯源可见光通信,可以提高系统频谱效率,降低传输差错率,提高可见光通信链路的健壮性,并且可以兼顾室内照明需求,对提高可见光通信系统性能,推动可见光通信技术实用化有重要意义。本文围绕室内可见光MIMO通信这一可见光通信关键技术,从室内可见光MIMO信道,可见光MIMO系统参数优化,可见光MIMO预编码与功率分配,可见光信道状态信息获取四个方面开展研究。对可见光MIMO信道的研究是研究可见光通信技术的基础,文章分析了室内可见光通信系统的信道特征,对室内可见光MIMO信道进行了建模与仿真。其次,室内可见光通信系统中灯源参数,接收器参数等对系统性能有重要影响,文章研究了室内可见光通信系统参数优化问题,针对室内信号功率,照度覆盖提出一种基于线性规划的优化方案,并针对灯源和接收器角度参数对可见光通信系统性能的影响进行了分析。再次,系统通信速率问题与照明问题是可见光MIMO系统面临的重要问题,本文中针对最大化系统通信容量与照明,最大化用户公平度与照明,提出一种多用户MIMO预编码与功率分配方法,广泛适用于室内利用多灯源通信的可见光通信场景。最后,可见光MIMO预编码技术的应用依赖于准确获知从LED到各用户的可见光信道状态信息,针对室内大规模LED灯源场景下可见光信道状态信息获取问题,本文提出了一种基于可见光定位的信道信息获取方法,可作为一种可见光信道状态信息获取的候选方案。