可见光通信是一种利用照明光束来传输信息的通信技术,它的带宽范围广泛,传输速率高,符合智能交通中绿色环保、快速出行的概念,满足当代通信需求,成为未来文明城市发展的必备技术。但是,由于室外环境复杂,LED交通灯在传输过程中会受到大气湍流的影响,导致光脉冲能量衰减,通信距离变短。同时,太阳光等其他光源也会在接收端产生辐射噪声,造成系统误码率上升。因此,本文旨在依据脉冲调制技术、大气湍流理论和背景光理论来分析大气湍流和背景光对LED交通灯通信系统的影响,并研究减弱湍流和背景光的措施,提高系统通信质量。本文主要工作如下:第一,介绍了室外可见光通信的构成部分,包括光信号发射端、湍流和背景光信道、接收端。详细介绍了影响可见光通信系统的因素,包括天气情况、湍流、背景光等。描述了LED光脉冲在湍流、背景光环境下的变化趋势,使用随机相位屏建立了大气湍流模型,使用黑体辐射函数建立了太阳光产生的背景噪声。第二,具体阐述了固定阈值检测、均值检测、传统盲似然检测的基本原理,并提出一种改进的盲似然检测算法,该算法结合发射端的PPM帧头,在接收端实行按帧检测分组和约束搜索的方法,不仅避免了平板现象,降低了复杂度,同时能够降低对信道统计特性的依赖,剔除接近信号值的噪声,抑制大气湍流和背景光的影响,从而提高检测准确度。最后通过仿真验证了该算法的有效性。仿真结果表明:该算法有效地解决了平板问题,降低了复杂度。当湍流强度、背景光强度、传输距离和发光强度改变时,与其他三种检测算法相比,改进盲似然检测算法的系统误码率最低,更适合应用在室外可见光通信中,提高系统性能。第三,详细介绍了功率倒置算法的原理以及均匀线阵接收模型,建立了强背景光下LED交通灯与车辆之间的可见光通信系统,并将功率倒置算法引入到该系统中抑制强背景光的影响。分析比较了接收器个数和背景光强度对功率倒置算法的影响,分析比较了不同信干比条件下系统的误码率。仿真结果表明:功率倒置算法通过寻找最优权值,使得接收器阵列在强背景光方向产生很深的零陷,在信号方向增益保持不变,达到抑制强背景光的目的。当阵元个数为3时,功率倒置算法能够在强背景光方向上产生很深的零陷,信号方向上增益几乎不变,而且成本最低,利于推广。当信干比小于-15时,系统误码率始终位于10^-4,能够实现高质量传输。第四,在室外湍流环境下,利用FPGA搭建了基于PPM调制的LED交通灯通信系统的实验平台,在接收端分别采用改进的盲似然检测算法和均值检测算法恢复信号,并比较这两种检测算法在不同距离下的误码率。实验结果显示,改进的盲似然检测算法对湍流的抑制作用更好。