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基于射频（Radio Frequency,RF）的无线通信频谱资源匮乏,因此以光波作为通信介质的光无线通信（Optical Wireless Communication,OWC）技术越来越被国内外学者广泛研究。OWC包括自由空间光通信及可见光通信（Visible Light Communication,VLC）。可见光相机通信（Optical Camera Communication,OCC）是一种以相机作为接收设备的VLC技术,具备无需频谱认证、低能耗等优势,能够作为RF的互补技术,为无线网络部署中存在的RF频谱资源稀缺、监管严格等局限性提供有效的解决方案。因此,OCC技术自提出就受到国内外研究人员的重点关注,在智能交通系统、室内定位等领域具有巨大的应用潜力。OCC虽然具有诸多优势,但仍存在一些不足:系统接收端复杂的图像处理技术会严重影响系统性能,导致系统端到端时延较高;在车对车通信（Vehicle to Vehicle,V2V）场景下,低帧频的车载相机会限制系统传输速率。本文采用低帧频车载相机为接收设备,用窄带滤波技术减少光噪声影响,从物理层面降低图像处理难度,降低图像处理时延;将多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）技术引入OCC系统以提升系统传输速率。本文的主要工作及贡献如下:（1）基于MIMO的OCC系统解码技术研究针对发射设备为特定波长LED阵列的OCC系统,分析了基于不同传统图像处理方法的解码算法:基于霍夫圆变换的LED阵列解码算法、基于连通域标记的LED阵列解码算法及基于方向投影法的LED阵列解码算法。利用Matlab仿真平台绘制高斯光束光场图像来模拟LED阵列在接收端的成像效果,综合考虑OCC系统时延及误码率,对上述解码算法的性能进行对比分析。仿真结果表明,基于方向投影法的LED阵列解码算法相比于另外两种算法可以实现更小的处理时延和误码率,本文选定其为基于MIMO的OCC系统的解码算法。（2）基于MIMO的OCC系统实现设计基于MIMO的OCC系统的总体结构,并完成对OCC系统发射机和接收机各功能模块的设计。采用808nm的LED阵列发送信号,窄带滤波相机接收信号,完成对OCC系统相应器材的选型和电路实现。实现基于MIMO的OCC系统,完成信息的实时传递。对提出的基于MIMO的OCC系统通信性能进行实验测试,实验结果表明:该系统在接收端为25fps车载相机的条件下,发射端的4×4 LED阵列以12Hz的频率闪烁时,传输速率最高能够达到126.32bps;系统收发端每0.5m通过传送30kb有效数据对系统性能进行测试,实验中该系统在5.5m的通信距离内无误码。本文在系统接收端为低帧频、短焦距的车载相机的条件下搭建OCC实验系统,测试了系统的通信距离与误码率的关系,为系统后续的优化改进及在V2V等实际场景中的应用奠定了基础。