紫外光通信是一种以紫外光为载波,自由空间为信道的通信方式。紫外光通信通常利用“日盲区”紫外光,相比于其他无线通信方式,具有抗干扰能力强、保密性好、非视距通信等特点。因此,紫外光通信可成为其他常规通信的补充,用于保密通信等场合,具有重要的研究价值。紫外光通信的研究处于起步和发展阶段,尚有一些关键技术问题有待解决。本论文以国家自然科学基金为依托,围绕紫外信道建模分析和紫外MIMO通信等问题展开基础理论研究和实验验证,主要创新工作如下:(1)建立了紫外多径信道理论模型,将模型求解转化为表达式中参数的求解,并可以给出信道脉冲响应和脉冲展宽特性,具有计算复杂度低,易实现等优点。(2)提出了用于提升速率的紫外MIMO通信方案,搭建了实验系统并完成了实验测试,结果表明该方案可以使通信速率提升两倍。(3)针对紫外信道损耗大、接收端光信号十分微弱的问题,提出并实现了基于空时分组码的紫外MIMO通信方案。仿真和实验结果表明,该方案可以有效地改善紫外通信系统误码性能。(4)为了进一步提升误码性能,提出了紫外MIMO扩频通信方案,将MIMO技术与7倍扩频技术结合。仿真结果表明,该方案在基于空时分组码的紫外MIMO通信方案基础上可进一步降低误码率。