VLC是一种通过调制可见光来传输数据的通信技术,由于其频谱资源丰富且无需授权、绿色节能、对人体无害、安全性高、成本低以及干扰小等优势引发了学界和产业界的密切关注。本文围绕MIMO-VLC系统中的空间调制,研究了以下四个问题:广义空间调制符号集的设计、广义迫零预编码的优化、联合预编码与均衡、成像与非成像接收机中速率匹配下的预编码与均衡的联合优化,具体工作如下:一、研究了MIMO-VLC系统中采用GSM调制时的最优符号集设计问题。提出了自适应PAM阶数的GSM符号集设计,即激活LED的阶数由具体的CSI来确定,CSI较好的LED获得较高的PAM调制阶数;建立了自适应符号集设计的数学模型,以每个LED的PAM调制阶数以及符号集为优化变量,以符号经过信道之后的欧式距离为目标函数推导出了相应的优化问题;在此基础上,提出了对应的求解优化问题的AICGSM算法。仿真结果表明,在相同的信噪比和符号速率下,基于自适应PAM阶数的GSM符号集设计的误码率性能优于基于固定PAM阶数的GSM符号集设计的误码率性能。二、研究了在多用户MIMO-VLC系统中GZF预编码中的预编码优化问题。提出了一个改进的由信道伪逆矩阵和块对角矩阵联合的GZF预编码方法。分别以加权速率和以及加权功率和为目标函数,预编码矩阵为优化变量,建立了预编码优化问题对应的数学模型。给出了一个计算复杂度更低的求解算法。仿真结果表明,在相同的性能要求下,所提方案比原SVD-BD方法具有明显的计算复杂度优势,且MIMO-VLC的规模越大,复杂度优势越明显。三、研究了多用户MIMO-VLC系统在不完美的CSI条件下的预编码和均衡联合优化问题。建立了对应的数学模型,以预编码和均衡矩阵为优化变量,以功率等为约束条件,分别形成了最小化MSE和最小化直流偏置的优化问题,并给出了对应的分步迭代求解算法。仿真结果表明提出的基于IA的联合预编码和均衡方法可以获得较好的性能。四、研究了MIMO-VLC系统中的接收机选型以及不同接收机中的预编码和均衡问题。提出了速率匹配下的预编码与均衡联合优化方案,以最小化均方误差为目标函数,以数据流数目、预编码矩阵以及均衡矩阵为优化变量建立了联合优化问题,并给出了分步迭代求解算法。仿真分析了四种调制方式在成像与非成像接收机中的性能,包括误码率与信噪比的关系、LED间隔对信道矩阵条件数的影响,对所提速率匹配下联合预编码和均衡方案与原始方案做性能对比,实验结果表明,总数据流数目固定时,所提的成像与非成像接收机中速率匹配下的联合预编码与均衡方案可以明显地提高系统的性能,且成像接收机的性能明显优于非成像接收机。