可见光通信(Visible Light Communication,VLC)是一种天然的阵列传输系统,因此利用多灯并行工作实现高速无线接入是可见光通信得天独厚的优势。然而,VLC技术采用强度调制/直接检测的调制解调方式,忽略光波的相位和频率信息,随着阵元数的增多,VLC系统将具有很强的信道相关性,这成为可见光通信实现超高速的技术瓶颈。本文在分析阵列可见光通信信道相关性影响因素的基础上,从光学域和信号域两个方面研究信道的解相关技术,以降低可见光信道的相关性,提高阵列复用增益。本文主要工作为如下五个方面:1、综合考虑阵列可见光通信电-光-电信道响应特性和等效信道模型,分析了可见光信道相关性的影响因素,建立了刻画信道相关性的性能准则。根据可见光通信的典型应用场景,建立了阵列可见光通信的视距(Line of Sight,LOS)链路信道模型。在此基础上,提出基于信道矩阵的秩、矩阵条件数、信道容量以及最大干信比的解相关性能准则。仿真结果表明,通过调整收发阵元的间距以及阵元法向量方向,可以有效降低信道相关性,提高传输性能。2、针对阵列可见光通信信道相关性较大的问题,提出了一种基于收发阵列空间结构布局的信道矩阵秩的优化方法,有效提升了阵列通信的复用增益。为了充分利用阵列可见光通信天然的空间资源,弥补信道矩阵严重缺秩的问题,基于阵列结构优化布局,提出一种阵列的球面分布方式,优化空间等效信道矩阵的秩,构造满秩矩阵。仿真表明,阵列结构布局可以有效改善信道矩阵的秩,且阵列球面分布的解相关性能优于法向量垂直于接收面的平面分布方式。3、针对接收信号干信比较大的问题,提出了一种通过倾斜收发阵元法向量方向以实现最大干信比最小化的阵列复用方法。建立阵列可见光通信阵元法向量倾斜的信道模型,在分析信道相关性与阵元法向量方向约束关系的基础上,提出了阵元法向量倾斜的信道解相关方法,以最大干信比最小化为优化目标,优化法向量的倾斜角度,构造具有稀疏对称结构的等效信道矩阵。针对2×2的可见光多输入多输出(Multiple-input Multiple-output,MIMO)系统理论推导阵元法向量最佳倾斜角度;针对9×9和16×16的可见光MIMO系统优化仿真阵元法向量最佳倾斜角度。仿真表明,无论小阵列的理论推导和大阵列的优化仿真,所得到的最佳倾斜角度值均可有效改善角度复用增益,提高通信性能。4、面向相关信道下的阵列通信高效传输,提出了基于发射端与接收端联合设计的功率分配方法。通过阵元法向量倾斜使阵列可见光通信系统的干信比等于0,实现比较困难。为此,基于光电协同,本文给出了基于功率分配和法向量倾斜的联合处理方法,进一步提高通信性能。在阵元法向量倾斜的基础上,根据光电二极管(Photo Diode,PD)接收信号干信比的大小,提出两种功率分配方法,具体分别是:针对系统的发送端,对LED光源的发送功率进行分配;针对系统的接收端,借助PD对光波的单色灵敏度不同,对LED光源的发光颜色进行分配。仿真结果表明,通过发射端功率分配方法,获得性能增益约9~11dB;通过等效接收端功率分配方法,获得性能增益约3~6dB。5、建立室内阵列可见光通信非视距链路信道模型,分析了非视距链路条件下阵元法向量倾斜技术及相应的信道解相关性能。根据室内可见光通信的典型应用场景,建立了可见光通信的非视距(Non Line of Sight,NLOS)链路信道模型。在此基础上,研究了阵元法向量倾斜技术在综合考虑LOS链路和NLOS链路信道时的解相关性能。仿真结果表明,整体考虑LOS链路和NLOS链路的通信系统具有更优的通信性能,并且阵元法向量倾斜技术同样可以有效的改善信道相关性。