随着云计算、大数据、人工智能、无人驾驶等领域的迅猛发展,给人们的生活带来高效、便捷的同时,传输带宽的需求变的越来越大。为了满足日益增长的传输带宽需求,整个光网络必须要向高速光网络发展。对于可见光通信系统而言,长距离光通信系统中常用的相干检测系统复杂度高,相对比较昂贵,基于激光二极管的可见光通信适合短距离光通信系统。同时,为了满足越来越大的传输带宽以及信息安全的需要,可见光通信系统必须具备较高的频谱效率和采取加密解密的措施保证信息传输的安全性,对具有高频谱效率的正交频分复用(OFDM)进行了研究,主要开展的工作如下:1.在基于激光二极管(LD)的可见光通信系统中,提出并验证了一种自适应OFDM结合正交循环矩阵转置预编码(OCT)的方案。OCT预编码方案被提出来来提供更好的平均误码率性能并且实现一个相当平坦的信噪比曲线。自适应OCT预编码OFDM方案可以实现更好的误码率性能和更高的原始比特速率。通过和自适应离散傅里叶扩展(DFT-spread)OFDM方案、32正交幅度调制(32QAM)OFDM结合OCT预编码方案和64QAM OFDM结合OCT预编码方案进行了比较,实验结果表明提出的自适应OFDM结合OCT预编码的方案可以实现误码率性能的提升,并且达到5.04Gb/s的数据速率,以及4.2bit/s/Hz的频谱效率(SE)。2.提出一种基于切比雪夫扰码序列的自适应OFDM加密解密方案,在发光二极管可见光通信系统进行性能研究。采用两个切比雪夫扰码序列来提高数据发射的安全性,以实现物理层加密。实验结果表明切比雪夫扰码序列可以在物理层实现安全的数据发射,加密后的自适应OFDM信号和没有加密的自适应OFDM相比,加密后的自适应OFDM信号可以实现误码率为零,而且密钥的取值范围较大,可以有效地抵抗来自窃听者的穷举攻击。