带宽需求的增加使得人们朝着更高频段开展研究工作,然而高频微波/毫米波在无线通信中会受到较强的大气衰减以及衍射差干扰。由于存在电子瓶颈问题,利用传统电子方法很难产生超过60GHz的微波信号。为解决微波信号在电域中碰到的电子瓶颈问题,学者们提出了利用微波光子技术产生毫米波的技术方案。光生毫米波技术是微波光子学中一个重要的研究方向。毫米波具有易于光纤集成与传输的能力。利用现有的成熟技术,毫米波的传播范围得到显著提高,从而能够通过光纤传输大量数据。它可以与光纤无线（Radio Over Fiber,ROF）系统相兼容,为宽带无线接入服务提供更优方案。一方面,它可以满足人们对高信号带宽的需求,另一方面,可以有效解决网络接入的频率拥挤现象。ROF系统将光纤通信和无线通信二者的优点相结合,有效地解决高频信号的覆盖范围问题,此外,双向ROF系统可在基站实现波长重用从而降低基站的复杂度。本文基于光生毫米波的研究现状,开展了针对高频毫米波发生器方案的研究,并基于高倍频毫米波发生器研究了光纤无线系统的传输性能。此外,本文提出并验证了一种倍频因子可调谐的光纤无线系统。本文研究内容主要包含以下几个方面:（1）提出了三十六倍频毫米波发生器方案。通过将双平行马赫曾德尔调制器（Dualparallel Mach-Zehnder Modulators,DPMZM）的调制指数和直流偏压设置为合适的数值,使得DPMZM的输出光谱上含有±6阶的光边带信号。然后利用光半导体放大器（Semiconductor Optical Amplifier,SOA）的四波混频效应（Four-Wave Mixing,FWM）得到±18阶光边带,最后经滤波、拍频后得到36倍频的毫米波信号。利用OPTISYSTEM平台对方案进行验证,结果表明系统可以获得较为纯净的毫米波信号,并且研究了调制器消光比和相移器偏移对光学边带抑制比（Optical Sideband Suppression Ratio,OSSR）和射频杂散抑制比（Radio Frequency Spurious Suppression Ratio,RFSSR）的影响。通过对毫米波发生器系统频率可调谐性的验证,最终获得了频率从144GHz至252GHz的毫米波信号。在此基础上,提出基于三十六倍频毫米波的光纤无线系统,利用该系统可由5GHz的射频驱动信号得到频率为180GHz的毫米波信号。分别利用单边带和双边带调制方案对系统的传输性能进行探究分析,研究了光半导体放大器的注入电流对边带比和误码率的影响。（2）为了充分利用光纤无线系统中的频带资源,提出了一种基于马赫曾德尔调制器（Mach-Zehnder Modulator,MZM）的倍频因子可调谐双向传输的光纤无线系统。系统通过利用MZM结合波长选择开关模块实现不同频率的信号输出,结合相干检测、波长重用技术,最终实现光纤无线系统的上下链路输出不同倍频因子的信号。此系统在基站中无需添加额外的激光器,大大降低了基站的建设成本。由于其倍频因子的可调谐性,大大扩展了其应用范围。仿真结果验证表明,对于16-QAM信号,下行倍频因子可实现1、3、5、6可选,输出信号的最小误差矢量幅度（Error Vector Magnitude,EVM）数值范围为5.5%～7%;上行倍频因子可实现0～12可选,输出信号的最小EVM数值范围为6.4%～8.6%。