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光载无线(RoF)通信系统具有损耗低、带宽大、抗电磁干扰能力强、建设与维护成本低以及易于实现业务容量的动态分配等优点,因此在未来移动宽带通信以及物联网等领域中有着广阔的应用前景。本文针对RoF系统中光单边带(OSSB)调制信号的光载波边带比(OCSR)优化技术、可调谐多倍频毫米波信号的光学生成技术开展了深入的理论、仿真和实验研究,并搭建了一个全双工RoF通信系统。本文的主要工作和创新成果如下:1.研究了基带信号采用四种不同码元传输脉冲时,光纤色散对传统OSSB调制信号传输性能的影响,得出RZ码和NRZ码分别为适合信号的短距离(l<10km)和较长距离稳定传输最佳码元的结论。针对OSSB系统中存在的色散所致码元时移问题,提出只将数据信号调制到光载波上的改进OSSB方案,解决了码元时移问题,并选择出最佳码元传输脉冲RZ码。2.提出了一种利用均匀光纤光栅声光可调谐滤波器(UFBG-AOTF)实现OCSR大范围、连续调谐的单信道OSSB方案。利用UFBG-AOTF的主透射峰和一阶次透射峰分别对OSSB信号的光载波和边带进行不同程度的衰减,能够实现信号OCSR在-20.12～29.04dB范围内的动态可调。实验制作了一个UFBG-AOTF,并将其应用于所提方案,研究结果表明,OCSR由13.96dB降低到0.47dB时,RoF模拟光链路接收灵敏度提高了约3.7dB。3.实验制作了一个基于单段保偏光纤的光纤Sagnac环,并将其应用于多信道OSSB信号的生成及其OCSR优化。利用光纤Sagnac环的梳状谱斜边,可同时对多路光双边带(ODSB)调制信号的光载波及上下边带实现不同程度的衰减。将各信道ODSB信号转化为OSSB信号的同时,信号的OCSR由4.40dB降低到1.13dB。在消除色散所致毫米波信号功率周期性衰落及信道之间串扰效应的同时,光链路接收灵敏度提高了 2.16dB。4.提出了一种基于UFBG-AOTF的可调谐多倍频毫米波信号的光学生成方案。通过调节施加在UFBG-AOTF上的声波频率即可实现毫米波信号倍频因子的灵活调谐。方案采用结构简单的马赫增德尔调制器(MZM),成本低廉、操作方便。实验制作了声波频率分别为0.572MHz和1.145MHz的UFBG-AOTF,将其应用于所提方案中,实现了倍频因子分别为2和4的毫米波信号生成。5.提出了一种基于UFBG-AOTF的全双工光载无线通信方案,下行链路实现了可调谐多倍频毫米波信号生成,上行链路实现了光载波的重用。将实验制作的声波频率分别为0.572MHz和1.145MHz的UFBG-AOTF应用于下行链路,仿真实现了倍频因子为2和4的毫米波信号生成。将速率为2Gb/s的数据信号分别调制到下行链路和上行链路的载波,经25km的光纤传输后,下行链路的功率代价分别为2.42dB和2.58dB,上行链路的功率代价分别为0.12dB和0.58dB。