本发明公开的基于预编码和概率整形联合优化生成光子射频信号的方法，属于通信领域。本发明实现方法为:将二进制信息序列拆分为基本层和处理层序列；处理层序列输入分布匹配器生成具有期望概率分布的非均匀符号序列，结合象限位和信息位实现概率整形，并将信息序列经过QAM调制转换为PS‑QAM信号；利用预编码技术对信号的振幅和相位预处理；将调制信号与射频正弦波信号混频后，驱动马赫曾德尔调制器对分布反馈式激光器产生的连续光波实现光载波抑制调制；光毫米波信号经过光纤传输，利用光电探测器拍频获得光子射频信号；光子射频信号经过无线传输，在接收端通过数字信号处理恢复信息序列，实现完整光纤无线融合RoF系统传输。