84、认知 OFDM 系统相位噪声估计与缓解及无线传感器网络拥塞缓解多路径方法

认知 OFDM 系统相位噪声估计与缓解及无线传感器网络拥塞缓解多路径方法

认知 OFDM 系统相位噪声估计与缓解

在正交频分复用（OFDM）系统中，相位噪声（PN）会导致公共相位误差（CPE）和载波间干扰（ICI），从而影响数据符号的传输质量。为了解决这一问题，研究人员提出了多种 PN 估计和缓解方法。

系统模型

在 OFDM 系统中，发射机将源数据映射到复信号星座点，通过逆离散傅里叶变换（IDFT）将 N 个星座点分组调制到 N 个并行子载波上：
[x_n = \frac{1}{\sqrt{N}} \sum_{m = 0}^{N - 1} X_m \exp(j 2\pi nm / N), \quad n = 0, \cdots, N - 1]
为了减轻符号间干扰，在连续的 OFDM 符号之间插入循环前缀（CP）。假设接收机实现了完美的频率和定时同步，去除 CP 并进行 OFDM 解调后，第 (n + 1) 个子载波信号可表示为：
[y_n = x_n H_n I_0 + \sum_{k = 0, k \neq n}^{N - 1} x_k H_k I_{kn} + z_n]
其中，$H_n$ 是第 (n + 1) 个子载波上的信道频率响应，$z_n$ 是方差为 $\sigma^2$ 的加性高斯白噪声（AWGN），$I_0$ 是公共相位误差（CPE），第二项表示载波间干扰（ICI）。设 $\varphi_n$ 表示当前 OFDM 符号中的相位噪声（PN），则有：
[I_{kn} = \frac{1}{\sqrt{N}} \sum_{k = 0}^{N - 1} \exp(j 2\pi kn / N + j\varphi_k)]