基于MIMO的室内可见光通信(VLC)技术结合了可见光通信技术及多输入多输出技术的优点,凭借安全性强、保密性强、大容量信道及高效的频谱利用率等优势得到越来越多的关注。为保证收发数据的实时性与准确性,基于MIMO的可见光通信系统的同步方案必须具备能在极短时间内建立同步并且同步效率高的特性。本文首先阐述了基于MIMO的室内可见光通信系统的原理与实现,简要的介绍了信号输入模块、系统发射端及接收端的硬件实现。通过对帧同步码及帧同步方法的调研,在分析了集中插入帧同步法及分散插入帧同步法的原理及优缺点之后,提出了一个基于MIMO的多通道优化帧同步方案,该方案充分利用了MIMO系统多入多出的特性,将多个同步信号同时进行处理,大大提高了同步性能。在提出的同步方案的基础上,进行了相应的软硬件设计,将同步方案应用于基于MIMO室内可见光系统之上并进行实验测试。实验结果表明基于MIMO室内可见光通信系统很好的完成了同步并完全正确的恢复出了发射端信号,验证了该方案的可行性。对同步方案进行了性能分析,基于我们的MIMO室内可见光通信系统,漏同步概率为2*10-4左右,同步建立时间为220us左右,同步性能优于传统单通道同步系统,能基本满足室内可见光通信系统的需要。