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正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术能有效对抗无线信道多径时延引起的符号间干扰(Inter Symbol Interference，ISI)，频谱利用率高，是新一代宽带移动通信系统的关键技术。收发信机频率合成器的相位噪声在OFDM系统中引入公共相位误差(Common Phase Error，CPE)和载波间干扰(Inter-carrier Interference，ICI)，破坏子载波间的正交性，导致系统性能下降。论文围绕OFDM系统中相位噪声问题，分析相噪对OFDM系统物理层的影响，研究相位噪声引起的CPE和ICI的抑制方法，主要内容如下：①分析相位噪声对OFDM系统的影响。总结相位噪声现有的统计模型，在维纳相噪模型下，研究了在高斯信道及多径信道环境中，相位噪声对OFDM系统的影响，最后通过仿真分析相位噪声线宽和OFDM系统参数对OFDM系统SINR、星座图及误码率的影响。②研究OFDM系统中相位噪声引起CPE的抑制方案。包括的时域补偿方案有基于CP的CPE抑制算法，频域补偿方案有ZF算法，MMSE算法和基于判决反馈的MMSE算法。对以上几种算法的误码性能进行仿真，分析了导频数量，优化因子等参数对CPE频域补偿方案的性能影响。③针对现有CPE时域补偿方案由于CP受信道环境的干扰和CP在对抗信道多径时延的消耗而导致算法估计精度有限以及现有的CPE频域补偿算法性能受OFDM导频数量限制的缺点，论文提出一种时频域结合的CPE抑制方案，方案利用时域的CP和频域的导频作为有效信息分别对CPE进行估计和补偿，解决了CPE时域补偿方案的精度问题和MMSE算法中频带利用率与性能矛盾的问题，仿真结果表明，当导频数量较少时，论文提出的时频域结合的CPE抑制算法比MMSE算法有1dB的性能提升。④针对传统自消除算法编码效率相对固定，频谱利用率低的问题，论文提出一种编码效率可变的ICI自消除算法。算法利用生成矩阵对传统的自消除算法进行扩展，并利用相位噪声ICI的特性求解最优的生成矩阵，解决了传统自消除算法预编码权重系数并不是最优的问题。仿真结果表明，在相同的相位噪声大小及信道环境下，与传统的自消除算法相比，论文提出的算法同时改善了OFDM系统的误码性能和SINR性能。