室内可见光通信系统是缓解无线频谱资源紧缺以及未来用户群接入需求日趋增长问题的有效解决方案之一, 文章针对室内可见光通信系统的链路切换算法进行研究分析, 提出了一种基于时隙计算的预测切换算法, 分析了链路切换算法对系统的重要性, 并利用到达时间差定位法和探测时隙提出了一种基于时隙计算的预测切换算法, 该算法可以提前预测终端需要切换到哪个微小区, 从而降低系统的切换开销。最后对该算法提升室内可见光通信系统切换性能的能力进行了仿真测试, 仿真结果表明, 该算法有较高的预测切换成功率, 可以高效地减少系统的切换开销。

近年来，基于发光二极管（LED）的室内可见光通信（IVLC）技术正逐步成为宽带光通信接入领域的研究热点。目前世界各国正在推动5G产业化工作，其中一个关键要求是必须实现更高的数据传输速率。为了进一步提高IVLC的传输速率和系统性能，需要引进更为先进的调制解调技术。文章介绍了IVLC技术的研究背景和系统模型，总结了IVLC中正交频分复用（OFDM）、离散多音（DMT）和无载波幅相（CAP）调制及多输入多输出（MIMO）等技术的研究进展，并对IVLC技术未来的发展趋势和所面临的挑战进行了分析。

针对现有中继转发式室内可见光通信系统中信道估计算法存在的导频数量过大、估计效率和精度低的问题,提出基于张量模式噪声补偿的信道估计方法。首先,充分利用可见光通信系统发射数据的特点设计了一种适合在接收数据中进行噪声补偿的导频结构。然后,在PARATUCK2张量分解框架下,构造了这种导频模式的含噪通信系统模型。最后,结合张量分解方法,设计了一种以导频所得噪声补偿对实际噪声进行估计的方法,完成所有信道参数的计算。仿真实验结果表明,将基于张量模式噪声补偿的估计算法应用在中继转发式室内可见光通信系统中,可以在加快寻优迭代速度的同时提高估计精确度,充分验证该算法的有效性和可行性。

提出一种新的室内可见光非直流偏置正交频分(Non-DC-Biased Orthogonal Frequency Division Multiplexing, NDC-OFDM)复用系统, 该系统采用多个颜色LEDs作为光源, 在保证高传输可靠性的同时可以维持环境光的稳定。将空间调制和同色异谱调制结合并应用到室内可见光OFDM通信系统中得到一种新的适用于室内可见光通信系统的NDC-OFDM传输方案, 该方案具有OFDM、空间调制和同色异谱调制的优势, 适用于高速室内白光通信系统。仿真结果表明所提出的NDC-OFDM室内可见光传输系统与传统的直流偏置光OFDM(DC-biased Optical OFDM)和非对称限幅光OFDM(Asymmetrically Clipped Optical OFDM)相比具有更好的优势, 并且与其它NDC-OFDM室内可见光传输方案相比, 对于OFDM信号高峰均功率比引起的光信号非线性畸变问题, 本文提出的多色LEDs NDC-OFDM室内可见光传输方案除了具有更好的鲁棒性外, 还不会产生光强度波动。

可见光通信技术是未来室内无线通信的一种极具潜力的解决方案。文章针对不同外部干扰类型对光MIMO（多输入多输出）系统性能的影响展开研究。首先，基于室内可见光MIMO系统模型，推导出了光MIMO系统性能误码率的表达式，分析了不同因素与光MIMO系统误码率之间的关系；然后根据该表达式，详细分析了不同干扰类型对光MIMO系统误码率的影响；最后，对实际情况中的干扰影响进行了模拟仿真，并通过对仿真结果的分析给出了干扰区分和切换判决的依据。

提出了一种新型光学接收天线的设计和制作方法, 利用干涉和衍射原理在全息材料上制成具有聚集光束和滤除环境光双重功能的全息反射镜.通过耦合波理论与k矢量闭合法分析了这种光学接收天线的角度选择性、光谱选择性以及任意点的衍射效率, 模拟结果表明: 全息反射镜在不同点的视场角和光谱带宽分别为0.8°-13.4°和4.4 nm-7.4 nm, 并且整体衍射效率在95.3%以上.与由聚光镜和滤波片组合成的传统光学接收天线相比, 全息反射镜体积小、重量轻、成本低、能作为光学接收天线用于室内可见光通信系统中.

采用三维射线追踪对非空旷室内可见光传输环境中的信道冲击响应和光源位于天花板不同位置时的均方根(RMS)时延扩展进行估算。在此基础上采用有限状态马尔可夫链对室内可见光衰落信道进行建模，得到非空室内可见光信道冲击响应的分布。研究结果表明，随机分布反射物对非视距（NLOS）传输环境的信道冲击响应的影响相比视距（LOS）传输环境要大，光源位于天花板角落时均方根时延扩展比其他位置要大，多径效应也更为明显。

研究了室内可见光通信系统分数间隔均衡技术, 以降低码间干扰对该通信系统性能的影响。针对室内可见光通信系统的传输特点和信号调制特性, 建立了室内可见光通信链路模型; 在此基础上, 提出了分数间隔均衡方法, 并利用最小均方误差准则优化设计均衡器。最后, 通过计算机仿真, 对提出的分数间隔均衡方法进行了性能评估。实验结果表明, 相同误码率条件下, T/2分数间隔均衡器比符号间隔均衡器的性能优1~2 dB, 能够更有效地抑制由信道多径效应等引起的码间干扰, 提高信号传输的可靠性。

将可见光通信引入到家庭网络中。为了简化通信光源的布线，设计了一种新型的基于可见光通信和电力线载波通信的家庭网络系统。介绍了家庭网络的总体结构，分别阐述了家庭网关、白光发光二极管(LED)驱动和网络用具的硬件和软件实现方法。可见光通信和电力线载波通信可以有效地应用于家庭网络，促进室内可见光通信的研究和发展。

白光LED发光模型是室内可见光通信系统设计与分析的重要基础。在对白光LED的光子出射机理进行分析和分类的基础上，提出了一种通用白光LED的数学发光模型。该模型以朗伯模式为基础，叠加不同分量的高斯模式，白光LED的结构和材质参数决定了模式的数量、权重和方向性。通过基于高斯-牛顿迭代的非线性回归估计算法，估算出各种类型白光LED发光模型的具体参数。仿真结果表明：该数学发光模型便于计算，适用于不同厂商生产的商用白光LED，模型数值与厂商数值之间相似度系数均大于95%，具有较高的准确性。