光载无线通信(RoF)技术是将大带宽、抗电磁干扰、传输距离长的光纤通信与成本低、移动性好的移动通信整合起来的通信技术。简单来说,RoF是在中心端CS将无线信号通过电光调制器调制到光载波上,并对调制后的信号在光域进行一系列的变化和处理,通过光纤拉远技术,将该处理后的光信传输到基站端。此后基站端使用光电探测器实现光信号到电信号的转变,再利用天线将信号传播出去。此外,目前研究的波长重用技术还可以使得中心站的光载波在基站端进行重用以便为基站端提供光源,调制上行链路信号,通过光纤回传到中心端,简化基站构造,减少成本。此后中心端解调该信号,得到基站端传输过来的上行链路信号,实现全双工RoF系统,进一步节省系统成本,提高频谱利用率。此外为了进一步利用60GHz毫米波信号的5GHz开放免费频谱带宽,各国的科研人员做出了各种各样的尝试。由于支持60GHz的电子设备价格昂贵,商用化较低,电磁辐射大,一般很少使用。最为普遍的做法是利用低频的RF信号调制到光域,在光域进行简单处理,通过光电变换产生60GHz毫米波信号。这是由于光域的处理比较灵活,电磁干扰较小,并且不受带宽限制,特别是近年来空间光调制器的出现,使得电域的处理简单灵活,目前利用较为普遍。另一方面,目前RoF技术的关键器件发挥了极大的作用。在RoF系统中,由于铌酸锂调制器具有良好的频率响应以及稳定性,可以直接将射频信号调制到光载波上,从而得到广泛使用。铌酸锂调制器又分为相位调制器和强度调制器。通过将铌酸锂强度调制器偏置到不同的传输点,可以实现双边带调制,单边带调制,载波抑制调制以及抑制奇数阶边带调制等。此后利用光纤光栅、光滤波器以及光交织滤波器等,产生高倍频的毫米波信号。但是由于光滤波器件一般具有波长依赖性,对于器件的匹配性要求较高,另外由于滤波器的自身局限性,滤波会降低整个系统的传输质量,因此如何降低滤波带来的损失成了一个问题。基于此,我们深入研究了该问题,提出利用相关正交偏振信号来抑制光载波信号,实现了 2倍频、4倍频毫米波信号的无光滤波产生,同时基于此提出基于高倍频毫米波产生以及波长重用的RoF系统。本文主要的创新工作如下:1、实验验证了基于偏振复用抑制相干光载波实现无光滤波生成毫米波技术方案。传统的双边带载波抑制调制格式,所能达到的抑制深度有限。我们提出了基于偏振复用抑制相干光载波产生毫米波技术。通过简单调整检偏器的角度实现载波抑制,利用相位调制器可以无光滤波产生2倍的毫米波信号,利用强度调制器可以实现无光滤波产生4倍频毫米信号。2、提出基于偏振复用和强度调制器的全双工RoF系统。通过控制铌酸锂强度调制器偏置在最大传输点抑制奇数阶边带,产生光载波和两个二阶边带。通过调整检偏器的主轴与偏振合束器某一主轴主轴方向为135°,实现了基于偏振复用的无光滤波产生4倍频毫米波信号和波长重用RoF系统。3、提出基于偏振复用和相位调制器的全双工RoF系统。由于铌酸锂强度调制器存在直流导致的频率漂移现象,所以会导致产生的电信号不稳定。相反,相位调制器由于无直流控制端,因此产生的信号较稳定。利用1提出的技术,在无光滤波情况下,实现了基于2倍频毫米波信号产生以及波长重用的全双工RoF系统。该方案克服了上一方案中直流导致的频率偏移问题以及相位调制器直接光电变换无射频信号产生的问题。4、为了满足RoF系统的多业务需求,我们提出了基于偏振抑制技术无光滤波同时产生基带信号、微波信号和毫米波信号RoF系统。基于3提出的方案,提出在基站端利用一个偏振分束器和检偏器,通过控制检偏器主轴方向与偏振合束器某一主轴方向的角度差实现4倍频毫米波信号产生。利用偏振分束器分开原始偏振态上的信号,结合带宽不同的探测器以及线下处理,实现基带信号和微波信号的产生。同时利用恢复出来的光载波波长重用于上行链路,提供光源。实验结果表明,该系统可以实现无光滤波1Gb/s伪随机二进制基带数据信号,20GHz微波信号和40 GHz毫米波信号同时产生。