近年来,基于毫米波光纤射频(RoF)技术的光无线接入网,由于其一方面具有光纤接入网络的衰减小、带宽充裕以及集中式结构等优点,另一方面又兼具毫米波无线通信的吉比特传输带宽和可移动性,已成为下一代接入网络的有效解决方案之一。本论文通过理论分析、系统仿真和实验等方法,对毫米波ROF接入网络的若干关键技术进行了研究,主要从如下几个方面展开：1.光毫米波的产生本论文提出了一种基于双重锁定法布里-波罗(FP)激光器的新型光毫米波发生器。该光毫米波发生器通过外部光注入以及直接调制较低的射频参考频率来双重锁定FP激光器,从而直接产生稳定的、低噪声的40GHz左右的光毫米波。此种方法既不需要较高的外部光注入功率和射频驱动频率,也不需要额外的光滤波器对光载波进行选择,从而可以降低系统的成本和复杂度。此外,论文还就二倍频、三倍频和四倍频三种情况,对光毫米波发生器及其在ROF系统中的应用进行了仿真分析和实验验证,实现了36GHz二倍频、40.2GHz三倍频和40GHz四倍频的光毫米波的产生,以及2.25Gb/s(二倍频情况),2.5Gb/s(三倍频、四倍频情况)二进制开关键控(OOK)信号在ROF系统中的20km标准单模光纤传输(BER<1E-9)。2.多频带多服务ROF系统的设计本论文提出了一种新型的60GHz多频带多服务ROF系统,并进行了仿真分析和实验验证。该系统将接收端本地光源与多个中频光信号耦合,通过光外差方法上转换到不同的60GHz子频带,并利用平方探测技术对毫米波信号实现下转换,同时去除光外差上转换引入的相位噪声。该系统不需要高频的射频器件进行信号的上下转换,从而降低了系统成本。同时,此系统还利用60GHz射频器件的有限响应带宽,巧妙选取毫米波信号边带,最终实现了单边带的信号传输。相对于传统的单边带调制60GHz多频带ROF系统,该系统具有较高的光纤色散容忍度,从而可以实现较长距离的光纤传输。3.毫米波ROF接入系统的实现首先,本论文提出了一种全双工超密集波分复用(UDWDM)毫米波ROF接入网络方案,第一次在UDWDM接入网络中实现了有线和毫米波无线信号的传输。此种网络系统利用了本地振荡光源对UDWDM信号进行波长选择,同时实现无线信号的上转换。且在无线接收端采用自混频技术实现信号下转换,因而不需要复杂的无线接收模块,从而降低了用户端成本。本论文还对该系统进行了详细的仿真分析,并进行初步的下行传输实验演示,实现了通道间隔为7.25GHz,4Gb/s四相相移键控(QPSK)信号的35km光纤传输(BER<1E-3),以及通道间隔为6.5GHz,2Gb/s OOK信号的35km光纤以及4m无线传输(BER<1E-6)。其次,本论文介绍了一种应用于60GHz毫米波光无线接入网络中的新型点对点通信结构,并进行了实验验证。此种结构通过下行信号和点对点信号光载波互相拍频的方式,同时对两种信号实现毫米波上转换。在接收端利用肖特基射频探测器将下行、点对点毫米波信号下转换到相应的中频,然后分别选择接收。此种系统不需要高频射频源和相关高频器件对下行信号和点对点信号进行上/下转换,因而具有较低的成本。此外,还对不同点对点信号接收光功率情况下,接收到的下行信号相对射频功率进行测试,引出系统设计中的相关问题讨论。