近年来,半导体制作工艺的成熟使发光二极管（Light-Emitting Diode,LED）的成本不断下降,且LED具有体积小、寿命长、发光效率高等优势,其逐渐取代日光灯、白炽灯等成为照明设施中采用的主流光源。因此,能够利用LED同时实现照明与通信双重功能的可见光通信（Visible Light Communication,VLC）技术受到人们越来越多的关注。光正交频分复用（Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,O-OFDM）技术通常应用于宽带VLC系统用以抵抗非理想信道引起的码间串扰（Inter-Symbol Interference,ISI）,其中直流偏置光OFDM（Direct-Current-biased Optical OFDM,DCO-OFDM）实现简单且频谱效率较高,在实际的VLC系统中得到了广泛采用。本论文将对可见光DCO-OFDM系统中的关键技术展开深入研究。首先,论文介绍了VLC系统的概况。论文首先介绍了VLC系统的链路结构与系统噪声构成,并将VLC系统与传统射频（Radio Frequency,RF）通信系统的主要特性进行了对比。随后,论文介绍了VLC系统中采用的电光转换以及光电转换两类光电器件的构成与特性,并对比了不同类型光电器件的性能。最后,论文介绍了可见光通信信道特性。其次,论文研究了单边削波情况下可见光DCO-OFDM系统的最优信号波形设计问题。论文首先说明了强度调制直接检测（Intensity Modulation with Direct Detection,IM/DD）信息传输方式是VLC系统产生单边削波的原因,并对单边削波过程进行了建模。随后,论文将最优信号波形设计问题构建为关于直流偏置与子载波功率的优化问题,并分别在平坦与色散信道下给出了相应的最优波形设计策略。最后,论文通过仿真验证了不同信道条件下所提出的波形设计策略的最优性。随后,论文研究了更为一般的双边削波情况下可见光DCO-OFDM系统的最优信号波形设计问题。论文首先说明了实际LED器件有限的动态范围是产生额外顶部削波的原因,并对双边削波过程进行了建模。其次,论文将最优信号波形设计问题构建为优化问题,并将其分解为关于直流偏置与子载波功率的两个子优化问题进行求解。随后,论文结合单边削波与双边削波情况下所得到的最优波形设计策略分析了顶部削波的影响。最后,论文通过仿真说明了相关结论并验证了所提出的波形设计策略的最优性。最后,论文研究了可见光DCO-OFDM系统的峰均比（Peak-to-Average Power Ratio,PAPR）抑制问题。论文首先给出了峰均比的定义,并从理论上推导了峰均比的统计特性。随后,论文详细介绍了几种传统峰均比抑制算法的基本原理与实现步骤,并通过仿真分析了其应用于可见光DCO-OFDM系统中的峰均比抑制性能。最后,论文提出了一种基于凸优化的峰均比抑制算法。该算法通过在采用LED阵列的可见光DCO-OFDM系统中设计合适的频域预编码矩阵,能够在保证接收端信号质量的前提下实现优于传统算法的峰均比抑制效果。