可见光通信(Visible Light Communication,VLC)技术利用泛在的发光二极管(Light Emitting Diode,LED)作为照明源和信号发射器,在LED绿色照明的同时实现了高速通信,具有广泛的应用前景。然而,LED有限的调制带宽限制了其通信速率的提升。一个多色LED内的多个灯芯提供了一种天然的多输入结构,利用多色LED光源的多个灯芯从而实现颜色复用是一种提高传输速率的可行方法,因此多色传输对于未来的高速信号传输具有重要的意义,非常具有研究价值。首先要考虑多色串扰,另外联合考虑通信性能与实际照明需求给多色传输技术理论研究增加了一定难度。针对可见光多色并行传输,本文面向可见光通信中通信与照明深度融合这一本质要求,在分析照明参数与通信参数间关系的基础上提出了通照一体化的设计方法。具体研究内容如下:1.分析了可见光多色传输信道串扰的形成原因,建立了多色可见光通信的系统模型,以最大化数据流的最小信干噪比为目标,提出了一种基于凸松弛的通照参数联合优化方法,解决了原始非凸问题。对LED光谱进行了建模,对多色传输信道串扰的形成原因进行了分析,在考虑多色串扰的情况下,提出了不同于传统波分复用的多色MIMO-VLC模型。基于多色MIMO模型,联合考虑通信限制和实际照明需求,提出了通照参数联合优化问题。由于原始优化问题是非凸的,通过引入松弛变量和变量替换等数学方法对非凸目标函数进行了转化,提出了一种凸松弛方法。最后利用凸优化相关理论和工具对问题进行了求解并进行了仿真分析。仿真结果表明,相比于穷搜,所提方法虽然有一定性能损失,但损失很小却明显降低了问题求解难度。同时,所提方法得到的光通量分配对应的系统性能优于均等分配。在其他条件相同的情况下,相关色温越高,系统性能越好。2.面向多色可见光通信中照明与通信深度融合这一本质要求,以最小化所有数据流的总均方误差为目标,提出了一种基于多色可见光通信系统的自适应收发机优化设计算法。介绍了使用的基于QLED的收发机设计系统模型,对发射端和接收端信号的处理进行了说明。对优化目标函数、亮度限制、色度限制、信号幅度限制进行了描述和分析,以最小化所有数据流的总均方误差为优化准则构建了优化问题的数学模型,并利用迭代思想和凸优化理论对优化问题进行了求解,提出了照明自适应的收发机设计算法,对所提出的算法进行了收敛性和复杂度的分析,最后利用仿真对所提算法进行了验证和对比分析。仿真结果表明,相比于传统的迫零预编码设计和固定接收机的预编码设计,所提收发机设计方法获得了更好的系统性能。另外,由于考虑了多色串扰,因此所提方法优于传统的波分复用接收机。同样,高的色温对应着更好的系统性能。3.针对在可见光通信中收发端信号设计的非酉特性,联合考虑通信和照明约束,以最大化接收端星座最小欧氏距离为目标,设计了一种信道自适应的多色星座,提升了系统的误码性能。对多色星座设计问题进行了分析和归纳。对系统信道模型进行了介绍,对星座优化问题进行了阐述,包括目标函数和一些通信照明限制,并建立了基于信道自适应多色星座设计优化模型。由于优化问题的非凸性,采用了一阶泰勒级数线性近似的方法来解决,提出了一种解决优化问题的有效方法,得到了优化的星座设计。最后进行了仿真分析,对比分析了目前常用的发送端星座优化方案和本文提出的信道自适应多色星座设计方案,结果表明所提设计方案优于在发射端进行优化的星座设计方法。所提星座能随着信道条件的变化而自适应地调整。