核心问题：为什么需要它们？
OFDM技术将宽带信道划分为多个正交的窄带子载波。其最大的优点是对抗多径衰落，但最大的弱点就是对载波频率偏移和相位噪声极其敏感。
载波频率偏移：由于发射机和接收机本地振荡器不匹配，或移动带来的多普勒效应，导致接收信号的中心频率发生偏移。
相位噪声：振荡器本身的相位抖动，以及信道变化引起的相位旋转。
这些误差会破坏子载波之间的正交性，导致严重的子载波间干扰，系统性能急剧下降。
为了解决这个问题，802.11a采用了两级补偿策略：
第一级：粗同步与频偏估计：在数据包前导码（Preamble）的短训练字段和长训练字段阶段完成。这里主要进行整数倍频偏和小数倍频偏的初步估计与补偿。但这只是一个"粗调"，不可能完全消除所有误差。
第二级：精细补偿：这就是剩余频偏补偿和相位跟踪要解决的问题，它们在数据符号传输阶段持续进行。
剩余频偏补偿
原理
"剩余"是什么？ 经过前导码阶段的初步频偏补偿后，仍然残留的微小频率误差。它可能来自初始估计的精度限制，或由于振荡器不稳定、温度变化等在传输过程中产生的慢变频偏。
影响：即使是很小的剩余频偏（比如子载波间隔的1%），也会在连续的OFDM符号间引起一个累积的、线性增长的公共相位旋转。也就是说，每个子载波的相位都会旋转，且旋转量随着符号索引n的增加而增加。
相位误差 = 2π * Δf * n * Ts，其中Δf是剩余频偏，Ts是OFDM符号周期（包括循环前缀）。
补偿方法
802.11a利用数据符号中插入的导频子载波来实现。
导频子载波：在每个OFDM符号中，固定位置的4个子载波（如-21， -7， 7， 21）被用于传输已知的导频序列（BPSK调制，值为+1或-1）。它们不携带用户数据，专用于信道估计和跟踪。
相位差测量：
接收机解调出当前符号的导频子载波值。
由于知道导频的原始发射值，可以计算出每个导频子载波上因信道和相位误差引起的相位旋转。
计算当前符号的导频相位与参考相位（通常来自对前一个符号或初始信道估计的测量）之间的相位差。
频偏估计：这个相位差主要是由剩余频偏在一个符号时间内的累积造成的。通过对4个导频的相位差进行平均（或线性拟合），可以估计出一个更精确的剩余频偏值 Δf_residual。
补偿：将这个估计出的 Δf_residual 反馈给接收机的数字下变频器或相位旋转器，对后续接收的整个OFDM符号进行频率校正，从而抑制相位误差的线性累积。
本质：这是一个闭环反馈控制过程，通过持续监测导频的相位变化，不断微调本地振荡器的频率，将剩余频偏压制在极低的水平。
相位跟踪
原理
相位跟踪要解决的问题比剩余频偏更广泛、更动态：
残余的相位噪声：振荡器的相位抖动是随机的，不完全是线性累积。
采样时钟偏移：发射机和接收机的采样时钟不同步，会导致符号定时缓慢漂移，等效为每个子载波上一个与子载波索引k成正比的线性相位旋转。
信道的时变特性：在传输一个长数据包期间，信道可能发生缓慢变化，引入额外的相位扰动。
补偿方法
相位跟踪同样严重依赖导频子载波，但其算法更侧重于即时修正，而非长期频率调整。
逐符号的相位校正：
在每个数据符号开始时，接收机首先解调出4个导频子载波。
计算每个导频上测量值与期望值之间的相位误差 θ_pilot(k)。
相位误差建模与拟合：
总的相位误差通常可以建模为两部分：
公共相位误差：所有子载波共有的一个相位旋转（由剩余频偏和公共相位噪声引起）。这可以通过对4个导频的相位误差求平均来估计：CPE = avg(θ_pilot(-21), θ_pilot(-7), θ_pilot(7), θ_pilot(21))。
线性相位梯度：与子载波索引k成正比的相位误差（主要由采样时钟偏移引起）。这可以通过对4个导频的相位误差进行线性回归来估计其斜率。
全带宽补偿：
利用估计出的模型（例如，相位误差(k) = CPE + Slope * k），为所有数据子载波（而不仅仅是导频）计算出一个补偿相位。
然后，在频域或时域对所有子载波施加一个反向的相位旋转，以纠正这些误差。
与剩余频偏补偿的关系
互补与融合：在现代接收机设计中，剩余频偏补偿和相位跟踪通常被集成在一个联合的相位/频率跟踪环路中。
分工：剩余频偏补偿环路（带宽较窄）负责跟踪和纠正缓慢变化的平均频率偏差。相位跟踪环路（响应更快）负责纠正每个符号上快速的随机相位噪声和采样时钟误差效应。
实现：常常使用一个锁相环或数字控制振荡器，其控制信号由导频测量出的相位误差驱动。这个环路同时抑制了剩余的固定频偏和随机的相位波动。
整个过程的简化流程如下：
前导码处理 -> 获得粗频偏估计和初始信道估计。
进入数据符号阶段：
对于每个接收到的OFDM符号：
a. 提取导频：从固定位置取出4个导频子载波。
b. 计算相位误差：对比接收导频与已知导频序列，得到相位误差样本。
c. 分析与估计：
* 平均相位误差 -> 估计公共相位误差和更新剩余频偏。
* 线性拟合相位误差 -> 估计采样时钟偏移引起的线性分量。
d. 实施补偿：
* 将更新的频偏估计反馈给NCO，修正下个符号的载波频率（剩余频偏补偿）。
* 根据估计出的CPE和线性梯度，对当前符号的所有数据子载波进行相位旋转校正（相位跟踪）。
e. 解码数据：使用校正后的子载波数据进行解调和解码。
关键点：
导频子载波是核心：它们是接收机在未知数据流中安插的"灯塔"，为同步和跟踪提供参考。
区别与联系：剩余频偏补偿针对频率，是跨符号的累积效应；相位跟踪针对相位，是逐符号的即时修正。两者共同构成了OFDM接收机稳健工作的最后一道同步屏障。
必要性：没有这两项技术，802.11a/g/n/ac/ax等所有基于OFDM的Wi-Fi标准在现实信道中几乎无法正常工作。