本文的开头会介绍一下毫米波通信与RoF系统的特点，并对当今常用的4种毫米波RoF技术作简单的分析。在第一章的最后会给出论文的主要研究内容、贡献及结构安排。接下来，本文会在介绍光学倍频法的基础上对两种基于光学倍频法的毫米波RoF系统进行分析，从而创新性的提出一种结构更为简化，性能更加稳定的RoF系统方案。该方案有效地节省了系统成本，解决了原有系统中最不稳定的偏振态控制问题，使得整个系统能够更好地推向实用化。 为了体现毫米波通信的高速率、宽带宽的优势，高速毫米波RoF系统应当对光波进行直接调制，并且采用调制效率较高的方式，如QPSK。因此，在论文的第三章中首先会对三种可以实现光QPSK调制的光调制器的性能和优缺点进行比较分析，接着将重点研究如何实现直接光QPSK调制的毫米波RoF系统结构。在此基础上，为了完成整个系统的双向传输，第四章将对高速毫米波RoF系统的上行链路进行研究，解决如何在直接光QPSK调制RoF传输系统中获得下变频所需的纯净本振。在光直接调制的RoF系统中由于基带信号会调制到系统频谱的每一根谱线上，因此就无法获得纯净的本振谱线。在研究过程中，基于对大量结构组合方案的分析和筛选，最终提出抑制高次谐波的中频插入法解决了基站中获得相干本振的问题，实现了系统的双向传输，并给出详细的理论推导。 光纤色散是影响毫米波RoF系统通信质量的主重要因素，在论文的第五章中将对这种影响作详尽的分析，并且着重讨论光纤色散对高速光QPSK调制的毫米波RoF系统的影响。 最后，搭建实验系统，对双向传输的高速毫米波RoF系统进行验证。并对全文进行总结，提出未来的研究方向。