近年来,矿井安全问题备受人们的关注。现有的矿井通信系统容易受电磁干扰,抗干扰能力低,保密性差。本文以可见光通信(Visible Light Communication,VLC)的发展为契机,将可见光通信技术应用于煤矿井下,为矿下通信提供新的解决方案。。可见光通信是利用发光二极管(Light Emitting Diode,LED)的高速调制特性,将信息调制到LED上,通过光信号传输,在实现照明的同时进行信息传输。本文结合矿井中的环境特点与可见光通信技术的优势,设计了矿井下基于可见光的无线定位和语音通信系统。利用矿下巷道中的LED发送其自身地址信息,矿工以及矿下车辆通过接收装置识别位置信息从而实现无线定位。通过矿下巷道中的LED发送语音信号,矿工帽上的通信设备接收信号并还原出语音信号,同时矿工之间可以通过矿帽上的LED相互发送语音信息,实现双工语音通信。该系统利用矿井中现有的LED,无需铺设大量节点,节省成本,绿色安全,无电磁干扰,保密性能好。本文主要有以下四点研究内容。第一,调研了可见光通信技术的国内外研究现状,对可见光通信的系统组成、信道模型以及LED的发光调制原理进行了分析。第二,设计了基于可见光的矿下无线定位模块,包括发射端与接收端电路、定位方法、帧结构、多光源时分复用的接入方式以及通信协议。针对煤矿井下的环境特点,提出了一种适用于矿井下的定位方法,先基于ID(Identification,ID)定位算法实现粗定位,再结合多接收点RSSI(Received Signal Strength Indication)定位算法实现精确定位,利用矿下巷道中的LED和矿下车辆以及矿帽上的LED实现移动终端自身定位。第三,设计出基于可见光的矿下语音通信模块,包括发射端电路和接收端电路,该模块能实现双工语音通信的功能。第四,在研究了可见光通信系统的基础上,为了进一步提高传输速率与传输距离,避免多径效应对系统的影响,将OFDM调制技术引入可见光通信系统中,针对OFDM信号的高峰均比引起的LED非线性失真问题,提出一种基于∑△调制器解决非线性的方案。