近年来,“万物互联”、“高清视频流”、“虚拟现实/增强现实”等技术对通信系统的带宽和容量提出了更高的要求。同时具有光纤通信高带宽和无线通信接入灵活优势的光载无线通信(Radio-over-Fiber,RoF)技术成为解决该问题的有效解决途径之一。正交频分复用(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing,OFDM)技术对光学色散效应和无线多径衰落效应具有高鲁棒性,同时还具有高频谱效率、灵活分配带宽等优势。将OFDM技术和RoF技术结合能获得它们的联合优势,从而使得RoF系统获得更好的性能。子载波索引调制(Subcarrier Index Modulation,SIM)技术是一种与OFDM子载波映射相关的技术,能有效提升系统的频谱效率、能量效率等。所以,SIM技术与RoF技术有机结合将是一个重要的研究方向。本文首先对RoF的研究意义、技术优势,以及SIM技术的国内外研究现状进行了概述。然后,详细阐述了OFDM-RoF系统中的一些关键技术,包括OFDM中的采样、成型滤波、均衡和载波相位恢复,RoF系统的三种传输方案,以及OFDM-RoF的两种检测结构。在这基础之上,实验验证了SIM型RoF系统可以有效提升系统的频谱效率和能量效率。第一步,研究一种高频谱效率的QPSK-SIM-OFDM型RoF方案。它在OFDM子载波映射时利用少量静默子载波的位置排列组合使得载波能携带更多的比特信息,从而提升频谱效率。同时在一定范围内,频谱效率随着静默子载波数量的增多而增长。然后开展实验验证和性能分析,得到了清晰的星座图以及定量误码率。实验结果证明:QPSK-SIM-OFDM与传统的QPSK-OFDM相比,采用128个子载波和2个静默子载波、128个子载波和21个静默子载波时,频谱效率分别提升3.1%、14.5%;采用512个子载波时频谱效率最高能提升15.6%。第二步,研究一种高能量效率的QPSK-SIM-OFDM型RoF方案。它利用OFDM子载波的功率高低去携带开关键控(On-Off Keying,OOK)信息,其中高功率的子载波将携带高阶调制信息,低功率的子载波本身不携带信息。在维持稳定的误码率的前提下,它降低了发送的SIM-OFDM信号的功率。同时,由于OOK信息的加入将会降低信号的频谱效率,但可以提升信号比特速率从而使得吞吐量保持不变。实验验证了,在保持等效吞吐量的前提下,800Mbps的QPSK-SIM-OFDM传输比500Mbps的传统QPSK-OFDM-RoF能量效率提升了30%。