目前，基于白光LED的可见光无线通信系统使用的商业照明LED器件响应带宽只有几兆赫兹，无法满足大容量高速率通信的需求；LED器件的有限光束角度介于全向天线和定向天线之间，为准定向天线，这使得LED光源的覆盖范围有限。因此，研究基于白光LED的室内可见光MIMO通信系统，采用多阵元LED发射天线，可以有效提高LED光源覆盖面积，增加链路的作用范围，获得更高的传输速率，且无需增加系统传输带宽及发射功率，克服因人员走动以及阴影效应造成的通信链路中断，提高光谱效率。本论文在调研了白光无线通信技术发展现状、技术特点、射频通信中不同MIMO检测算法特点、研究现状的基础上，重点研究了室内可见光MIMO信道特性，研究不同多用户检测算法对室内可见光MIMO通信系统性能影响，对其理论进行分析，并结合实验进行验证。主要工作内容体现在以下两个方面：（1）MATLAB仿真分析室内可见光MIMO信道特性，包括光照度分布、接收光功率分布、脉冲响应分布、SNR分布，信道容量分布表征信道特性等；（2）构建MIMO原型系统，理论分析不同检测算法，利用不同信道矩阵实现ZF、MMSE、QR检测算法过程，通过上述检测算法实现每支路2Mbit/s的并行数据传输，MIMO演示系统获得4倍于单路系统的传输速度。实验分析信道矩阵、检测算法对于MIMO通信系统性能的影响。论文验证了ZF、MMSE、QR检测算法在可见光MIMO系统中成倍的提升系统传输速率。