随着现代科学技术的迅速发展,白光LED进入一个全面发展的阶段。白光LED具有亮度高、功耗低以及寿命长等优点,在当前无线通信系统中有着十分重要的作用及意义,但是白光LED相干性不好,调制带宽比较窄,使得其应用受到限制。随着绿色通信理念的迅速发展,人们针对白光LED的室内可见光通信系统的相关研究也逐渐深入。基于这个背景,在本论文的研究中,主要研究以及分析了基于LED的室内可见光通信关键技术。传统的室内可见光MIMO-OFDM系统有三个研究难点难以突破。第一,与无线信道不同,光信道模型涉及到多次反射、吸收等更为复杂的物理过程,目前尚无公认的权威统计学模型可用以表征其随机过程;第二,MIMO的天线发射阵列分布与启动要兼顾到室内照明需求;第三,光信号传播易于被物理障碍阻断的这一特性是一把双刃剑。因此,根据这三个研究难点,本文给出了三个相应的解决方案,从而使室内可见光MIMO-OFDM系统在更低的应用成本下获得更高的效率,并且能够使用传统的统计学工具分析。第一,本文引入了一种混合光信道模型,即将直传光信号作为一个只与收发阵列物理位置有关的固定量,而将多次反射光信号的合成信号作为一个随机变量来处理。第二,我们用变化频段的方式来表征一个光发射阵列的开关状态,而非变化发射功率。第三,针对可见光通信无法穿透物理障碍而导致高设备成本的问题,我们给出了光中继网络模型,从而将跨物理障碍场景转换为一个两跳(two-hop)通信场景,从而达到解码转发光信号的目的,继而实现光信号跨物理障碍传输。