随着移动互联网和物联网技术的飞速发展,传统的射频通信已无法满足日益增长的通信容量需求,下一代移动通信面临着频谱资源短缺的巨大挑战。可见光通信(Visible Light Communication,VLC)是一种以可见光为信息载体的光无线通信技术,具有宽频谱、大容量、广覆盖、高安全和低能耗等优势,有潜力成为下一代移动通信架构中的关键技术之一。然而,和传统无线通信技术一样,多用户接入带来的多址干扰和同步问题会直接影响VLC系统的性能和实用化进程。码分多址接入(Code Division Multiple Access,CDMA)技术通过在码域对用户进行区分,能有效减少多址干扰,也可以通过增加扩频码集零相关区长度增强对用户信号同步的容忍度,是多用户接入应用的绝佳选择。此外,针对VLC系统兼容照明的情形,在考虑通信性能的同时,还需要考虑系统照明性能、传输效率、复杂度等多方面因素。因此如何能够有效地减少多址干扰,同时满足其它各种系统性能需求,是VLC系统亟待解决的问题之一。本文立足于理想同步、准同步和多速率的多用户VLC系统的性能提升,探索了多种新型CDMA扩频码集,并成功进行系统验证和应用拓展,主要研究内容和创新点概括如下:(1)针对多用户系统通信和照明复用的问题,本文研究了一种面向VLC系统的调光控制CDMA方案,并进行了系统验证。该方案通过引入映射模块和调光模块对传统的CDMA方案进行改进,在保证系统传输效率的同时,实现调光控制。基于该CDMA方案,本文进一步采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)搭建了实时多用户VLC系统,结果表明该方案能够以低复杂度实现多用户传输,并使系统具有较优的照明性能。(2)针对多用户系统多径效应引起的同步破坏问题,本文构造了两种适用于准同步(Quasi-synchronous,QS)CDMA-VLC系统的新型扩频码集,并进行了系统验证。两种新型码集分别为基于交织迭代的OZCZ(Optical Zero Correlation Zone)码集和基于迭代扩展的OZCZ码集,它们在零相关区内保持良好的相关特性,系统发送端和接收端分别采用不同极性的码集进行扩频和解扩。结合新构造的码集,本文进一步搭建了单通道和双通道QS-CDMA-VLC系统,结果表明,系统在调光值、总比特率、传输时延容忍度和误码性能方面均能得到较大提升。(3)针对多用户系统中多样化流量需求的问题,本文首次建立了多速率QS-CDMA-VLC系统模型,并提出了一种适用于该系统模型的OVSF-OZCZ(Orthogonal Variable Spreading Factor OZCZ)码集。该码集具有可变扩频因子和零相关区特性,可同时满足多用户传输的多速率和准同步需求。通过数值仿真分析,新构造的码集可作为多速率QS-CDMA-VLC系统的候选码集,支持未来大规模异构设备的多业务需求。(4)本文进一步采用ARM和FPGA一体化开发平台,实现了基于CDMA技术的可见光通信定位一体化系统,该系统同时具备照明、通信和定位功能。结果表明,通过应用基于交织迭代的OZCZ码集,系统在减少多址干扰、提升定位精度、保证照明性能等方面均表现出色。