随着移动互联网和多媒体信息业务的迅速发展,人们对无线通信的传输速率的要求也越来越高,因此高速无线通信成为通信发展的一个重要内容。但目前,低频波段的频谱日渐拥挤,已有的带宽无法满足人们对带宽需求的增长。而毫米波频段的超宽带宽使它成为未来高速宽带无线通信的选择。然而,毫米波在空气中有着极高的传输损耗,使毫米波无线通信系统基站的覆盖范围严重受限。以光载射频技术(RoF)为核心的光纤无线通信系统有望解决这一问题。RoF技术利用了光纤的低损耗特性,将毫米波信号调制在光波之上,通过光纤延长毫米波信号的覆盖范围。目前,在整个光纤无线通信系统之中,高质量数字毫米波信号的产生是RoF系统的一项关键技术。而在该领域之中,非线性倍频产生光载毫米波数字信号的方法受到广泛关注并成为科研工作者研究的热门对象。本文首先对光纤无线通信中RoF技术的原理、特点进行了阐述。接着深入分析了 RoF系统中光载毫米波信号产生方法,着重对利用光相位调制器(Phase Modulator)非线性倍频产生数字光载毫米波信号方法进行了深入研究,分析了数字信号非线性调制光载毫米波频谱,提出了一种倍频产生高质量BPSK毫米波信号的方案和一种多频BPSK毫米波接入信号的产生方案。随后,根据Bessel函数的线性特征,提出基于单个光相位调制器的六倍频单边带(SSB) 4ASK毫米波信号产生方案。(1)根据BPSK信号非线性调制光载波所产生的具有奇偶排布规律的频谱,提出了基于相位调制器非线性产生倍频毫米波信号方案,巧妙利用奇数阶边带携带BPSK数据而偶数阶边带不携带BPSK数据的频谱特点,通过光域滤波提取携带数据信号的+3阶边带和不携带数据信号的-4阶边带,通过光电探测器,七倍频产生70GHz-3Gbps BPSK毫米波信号;并在此研究基础之上提出一种多频接入BPSK毫米波信号产生方案,通过优化相位调制器的调制系数和滤波方案,提取出一个携带数据信息的边带和三个不携带数据信息的边带,构造多频光载毫米波信号,最终通过倍频实现了三个频率的BPSK毫米波接入信号的产生。由于该方案产生的光载毫米波信号只有一个光频成分携带数据信号,因此该信号具有较高的抗色散劣化能力。(2)通过对光相位调制器调制原理以及第一类Bessel函数的研究发现:在某个调制系数的区间范围内,一些Bessel曲线拥有相对平坦的区域,另一些拥有相对固定的斜率值。基于这一线性特征,在适当的幅度和偏置的4ASK信号调制光载波之后,第+2阶边带携带线性的数据信息,而-4阶边带上的数据信息由于Bessel曲线的线性水平而被消除,通过滤波提取上述两个边带,构造4ASK光载毫米波信号。由于所产生的光载毫米波信号中仅有一个成分携带数据信号,因此它具有较高的抗色散劣化能力。