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随着超宽带和超大容量多媒体业务的蓬勃发展,光载射频通信（RoF）系统成为通信行业的热点。RoF通信以光纤作为传输介质传输宽带高频信号,兼具光纤通信和无线通信的优点,具有超宽带、大容量、低损耗、灵活性强、抗电磁干扰等优势,成为未来通信的发展方向。然而,RoF系统中调制器等关键器件的固有非线性严重影响系统性能,如何抑制非线性失真、提高系统动态范围是RoF通信领域研究重点之一。本论文主要研究RoF通信系统中的线性化技术。论文首先概述了RoF系统的研究背景与意义、基本结构、特点和典型应用,并总结了国内外提出的线性化方案;接着,简单介绍了RoF系统中的关键器件,如光源、电光调制器、光电探测器等,并研究了基于马赫曾德尔调制器（MZM）的常用调制方式;然后分析了RoF系统中的主要性能指标,包括链路增益、噪声系数、动态范围,其中,无杂散动态范围（SFDR）是衡量系统性能优劣的关键指标之一。围绕抑制三阶交调失真（IMD3）、提高SFDR,本文基于平衡探测技术,提出了三种新颖的线性化方案,在抑制IMD3的同时,分别解决了偶次谐波失真和共模噪声抑制、光纤色散引起的信号功率周期性衰落、信号变频等问题,大幅度提升了RoF系统的SFDR,实现了宽带、大动态范围的线性化RoF链路。基于并联双平行马赫曾德尔调制器（DPMZM）和平衡探测器（BD）的线性化方案,同时实现了IMD3和偶次谐波失真的抑制,并有效地降低部分系统噪声。该方案首先利用DPMZM的三个子调制器可工作于不同偏置点特性实现IMD3的抑制,然后采用并联DPMZM结构,产生满足平衡探测所需的信号,通过平衡探测抑制偶次谐波失真和共模噪声,获得线性输出。仿真结果和实验结果表明,该方案对二阶和三阶交调失真抑制明显,系统SFDR能够达到124.5dB Hz2/3。基于并联MZM和BD的单边带（SSB）调制及线性化方案,在抑制IMD3、实现线性化的同时,保证了信号在光纤中的远距离传输。该方案利用单个MZM实现SSB调制,克服信号功率周期性衰落问题,再采用并联MZM结构,通过控制两路信号功率不同,结合BD,实现IMD3的抑制。仿真结果表明,相比于单路MZM输出的信号,该方案能够实现大于35dB的IMD3抑制,大约20dB的SFDR提升,动态范围达到125.8dB Hz2/3,优化效果良好。基于双偏振双平行马赫曾德尔调制器（DP-DPMZM）和BD的变频及线性化方案,同时实现了信号变频和线性化,达到“一套系统,多重功能”目的。该方案利用单个DPMZM同时调制射频（RF）信号和本振（LO）信号,实现RF信号的变频,再利用DP-DPMZM和BD结构,同时控制RF信号和LO信号的功率不同从而实现IMD3的抑制,获得线性输出。仿真结果表明,该方案相比于单路DPMZM输出的信号,IMD3获得大于25d B的抑制,SFDR获得约20dB的提升,系统动态范围达到120dB Hz2/3以上,实现了宽带、大动态范围的变频系统。