Carrier Frequency Offset Estimation for Two-Way Relaying: Optimal Preamble and Estimator Design
研究了基于放大转发协议的双向中继系统的载波频偏估计问题。我们的贡献是在设计一个最佳的前同步码，和相应的估计，密切实现最小的Cramer-Rao界（CRB）CFO。这种最优性是断言相对于新的类的块旋转的块旋转的块（BRP）。这类包括在实践中广泛使用的周期性前导，但它通过块旋转角度提供了额外的设计自由度。我们首先确定灾难性的情况下，任意大的CRB时，使用常规的周期性前导码。接下来，我们通过使用具有非零块旋转角度的BRP来解决这个问题。实际上，该角度创建了将期望的中继信号与AF协议中引入的自干扰分离的人工频率偏移。通过适当的优化，CRB在实际信道条件下只会产生来自单向中继的边际损耗。为了便于实施，一个特定的低复杂度类的估计量进行检查，并建立条件的估计，以实现优化的CRB。数值结果与理论研究结果相印证。
2012-08-16 cs.IT math.IT
Analysis of Carrier Frequency Selective Offset Estimation - Using Zero-IF and ZCZIn MC-DS-CDMA
针对MC-DSCDMA上行链路系统，提出了一种基于零中频零中频接收机和接收信号功率谱特性的频率同步方法。除此之外，采用零相关区（ZCZ）序列，专为准同步上行链路传输，建议利用频率和时间的多样性在频率选择性块衰落信道。通过比较MC-DS-CDMA系统上行链路载波频偏估计器与OFDM系统载波频偏估计器的方差来估计载波频偏。我们的研究和结果表明，MC DS CDMA系统的性能优于OFDM方法
2014-02-15 cs.IT cs.NI math.IT
Blind Estimation of Multiple Carrier Frequency Offsets
多载波频率偏移（CFO）出现在分布式天线系统中，其中数据从多个天线同时发射。在这样的系统中，由于发射机和接收机的本地振荡器之间的失配，接收信号包含多个CFO。这导致数据星座的时变旋转，其需要在符号恢复之前在接收器处被补偿。本文提出了一种新的盲频偏估计和符号恢复方法。接收到的基带信号被过采样，其多相分量被用来制定一个虚拟的多输入多输出（MIMO）问题。通过应用盲MIMO系统估计技术，估计系统响应，并用于随后将多个CFO估计问题转化为许多独立的单CFO估计问题。此外，从MIMO系统响应的相位获得CFO的初始估计。还推导了Cramer-Rao下界，并将所提出的估计器的大样本性能与该界进行了比较。
2007-07-03 cs.IT math.IT
Blind Identification of Distributed Antenna Systems with Multiple Carrier Frequency Offsets
在空间分布式多用户天线系统中，接收信号中包含多个载波频率偏移（CFO），这是由于发射机和接收机的振荡器之间的失配引起的。这导致数据星座的时变旋转，其需要在符号恢复之前在接收器处被补偿。本文提出了一种新的盲频偏估计和符号恢复方法。接收到的基带信号被过采样，其多相分量被用来制定一个虚拟的多输入多输出（MIMO）问题。通过应用盲MIMO系统估计技术，可以估计系统响应，并且可以恢复用户符号的解耦版本，每个版本包含不同的CFO。通过应用判决反馈锁相环（PLL），可以减轻CFO并且可以恢复所发送的符号。估计的MIMO系统响应提供有关CFO的信息，可用于初始化PLL、加速其收敛并避免通常与PLL相关的模糊性。
2007-04-15 cs.IT math.IT
Eigenvalue Based Active User Enumeration for Grant-Free Access Under Carrier Frequency Offsets
针对载波频率偏移下的免授权非正交多址接入系统，提出两种基于特征值的活跃用户枚举方案，分别利用已知和未知噪声方差，仿真验证了归一化均方根误差性能。
2024-11-07 cs.IT eess.SP math.IT
Distributed Frequency Offsets Estimation
在本文中，我们提供了一个分布式的频率偏移估计算法的基础上的一个变种的信念传播（BP）。网络中的每个代理单独地预补偿其载波频率，使得在每对收发器之间不存在与期望载波频率的频率偏移。每个代理的预补偿偏移以分布式方式计算，以便适应分布式网络。为了减少通信负担，BP算法的变体更新过程采用广播方式设计。严格证明了算法的收敛性。仿真结果表明，该方法在误差接近Cramér-Rao下界的情况下，几乎达到了最优的频率补偿精度。
2018-02-12 cs.IT math.IT
Fine Residual Carrier Frequency and Sampling Frequency Estimation in Wireless OFDM Systems
提出了一种无线OFDM系统中剩余相位估计的新算法，包括载波频偏和采样频偏估计。子载波被划分成几个区域，表现出成对的相关性。利用连续OFDM块之间的相位增量，可以通过具有不同计算负载的两个估计器来估计。给出了估计方差的数值结果。仿真结果表明，在多径信道中，所提出的技术比几个传统的计划的性能改善。
2012-11-08 cs.IT math.IT
Separation of Signals Consisting of Amplitude and Instantaneous Frequency RRC Pulses Using SNR Uniform Training
这项工作提出了样本均值和样本方差为基础的功能，区分连续相位FSK从QAM和PSK调制。根升余弦脉冲用于信号生成。采用支持向量机进行信号分离。它们仅针对一个SNR值进行训练，并用于从宽范围的SNR中对信号进行分类。放松了关于载波幅度、载波相位、载波偏移、滚降因子和初始符号相位的先验信息。通过观察加性高斯白噪声、载波偏移、符号和采样不同步以及快衰落的联合影响，验证了该方法的有效性。
2016-01-30 cs.IT math.IT
Time and Frequency Offset Estimation and Intercarrier Interference Cancellation for AFDM Systems
本文提出AFDM系统中两种最大似然时间与频率偏移估计器，利用啁啾周期前缀冗余免导频，并设计镜像映射方案消除残余频偏导致的载波间干扰，数值验证有效。
2023-12-28 cs.IT eess.SP math.IT
BER Analysis of SCMA-OFDM Systems in the Presence of Carrier Frequency Offset
本文针对存在载波频率偏移的SCMA-OFDM系统，在高斯和瑞利衰落信道下建立ICI高斯模型并推导误码率，仿真验证了分析准确性，并指出归一化CFO超过0.02时性能显著恶化。
2023-12-02 cs.IT eess.SP math.IT
Deep Learning Based Packet Detection and Carrier Frequency Offset Estimation in IEEE 802.11ah
基于IEEE 802.11标准的Wi-Fi系统是使用先听后说（LBT）方法进行信道接入的最流行的无线接口。大多数基于LBT的系统的显著特征是发射机使用在数据之前的伪码，以允许接收机执行分组检测和载波频率偏移（CFO）估计。前导码通常包含具有良好相关特性的训练符号的重复，而传统的数字接收机将基于相关的方法应用于分组检测和CFO估计两者。然而，近年来，基于数据的机器学习方法正在颠覆物理层研究。特别是在基于深度学习（DL）的信道估计领域中，已经提出了有希望的结果。在本文中，我们提出了一个性能和复杂性分析的数据包检测和CFO估计使用传统的和基于DL的方法。该研究的目标是调查在哪些条件下，基于DL的方法的性能接近甚至超过传统的方法，但也，在哪些条件下，他们的性能较差。针对新兴的IEEE 802.11ah标准，我们的研究使用了基于标准的模拟环境和基于软件定义无线电的真实测试平台。
2021-07-21 cs.IT eess.SP math.IT
Robust frequency offset estimator for OFDM over fast varying multipath channel
提出了一种适用于快变多径信道的鲁棒载波频偏估计算法。该算法使用两个精心设计的序列在时域和频域估计CFO。该方法具有估计精度高、估计范围大的特点，在快变信道中也能很好地工作。
2015-12-28 cs.IT math.IT
Timing, Carrier, and Frame Synchronization of Burst-Mode CPM
针对加性高斯白噪声（AWGN）信道中连续相位调制（CPM）信号的突发传输，提出了一种完整的同步算法。定时和载波恢复通过数据辅助（DA）最大似然算法来执行，该算法基于优化的同步前导码来联合估计符号定时、载波相位和频率偏移。我们的算法估计的频率偏移通过一个一维的网格搜索，然后通过简单的封闭形式的表达式计算符号定时和载波相位。该算法的估计的均方误差（MSE）表明，它执行非常接近的理论Cramér-Rao界（CRB）的各种CPM在信噪比（SNR）低至0 dB。此外，我们提出了一种帧同步算法，检测突发的到来，估计信号的开始。我们仿真的帧同步算法的性能，以及定时和载波恢复算法。比特出错率结果表明，对于低SNR和短误码率，接近理想的同步性能。
2014-01-23 cs.IT math.IT
Optimal Decoding Algorithm for Asynchronous Physical-Layer Network Coding
物理层网络编码（PNC）的一个关键问题是如何处理多个发射机发送的信号之间的串扰。也就是说，由不同发射器发射的符号可能在符号未对准以及相对载波相位偏移的情况下到达接收器。本文提出并研究了一种基于置信传播（BP）的通用框架，该框架可以有效地处理符号和相位噪声：2）对于BPSK和QPSK调制，与现有方法相比，我们的BP方法可以显著降低由于噪声引起的信噪比损失;（3）发现符号不对准使得系统性能对载波相位偏移的敏感性降低，并且对载波相位偏移具有更强的鲁棒性。第三，具有以下实际意义。控制符号定时比控制载波相位偏移相对容易。我们的结果表明，如果我们可以控制PNC中的符号偏移，则故意引入符号不对准以使系统对相位偏移不敏感实际上是有利的。
2011-05-30 cs.IT cs.NI math.IT
Maximum a Posteriori Probability (MAP) Joint Carrier Frequency Offset (CFO) and Channel Estimation for MIMO Channels with Spatial and Temporal Correlations
针对具有时空相关性的时变 MIMO 信道，提出低复杂度通用 CFO 估计算法并证明 MAP 联合估计可分解为 CFO 的 MAP 与信道 MMSE 估计，且算法在几乎全 SNR 范围达到 BCRLB，揭示导频结构对界的单调性影响。
2025-08-31 cs.IT math.IT
Compensation of IQ-Imbalance and Phase Noise in MIMO-OFDM Systems
射频损伤对无线通信系统性能的影响在MIMO-OFDM传输中更为明显。IQ不平衡和相位噪声是严重限制MIMO-OFDM收发器性能的两个最常见的损伤。低复杂度的估计和补偿技术，可以共同消除这些损害的影响是非常可取的。在本文中，我们提出了一个简单的联合估计和补偿技术估计多径慢衰落信道下的MIMO-OFDM系统的信道，相位噪声和IQ不平衡参数。提出了一种子载波复用的前导码结构，以最小的开销估计信道和损伤参数，并将其用于IQ不平衡参数的估计以及包含公共相位误差（CPE）的有效信道矩阵的初始估计。然后，我们使用一种新的跟踪方法的基础上的二阶统计的载波间干扰（ICI）和噪声更新整个OFDM帧的有效信道矩阵。仿真结果表明，所提出的低复杂度估计和补偿技术可以有效地改善MIMO-OFDM系统的误比特率（BER）性能。
2012-09-01 cs.IT math.IT
Channel, Phase Noise, and Frequency Offset in OFDM Systems: Joint Estimation, Data Detection, and Hybrid Cramer-Rao Lower Bound
振荡器相位噪声（PHN）和载波频率偏移（CFO）会对正交频分复用（OFDM）系统的性能产生不利影响，因为它们会导致载波间干扰和信号星座的旋转。本文提出了一种基于期望条件最大化（ECM）的OFDM系统信道、PHN和CFO联合估计算法。我们提出的信号模型的估计问题，并推导出混合克拉美-罗下界（HCRB）的联合估计问题。接下来，我们提出了一种迭代接收机的基础上扩展的卡尔曼滤波器的联合数据检测和PHN跟踪。数值结果表明，与现有算法相比，所提出的基于ECM的估计器的性能更接近于推导的HCRB，并且在中高信噪比下优于现有的估计算法.此外，组合的估计算法和迭代接收机比现有算法在计算上更有效，并且导致改进的平均未编码和编码比特出错率（BER）性能。
2014-05-30 cs.IT math.IT
Simplified Frequency Offset Estimation for MIMO OFDM Systems
针对频率选择性衰落信道下的多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统，提出了一种简化的频偏估计方法。利用Chu序列构造的训练序列具有良好的相关性，通过对代价函数的导数进行因子分解得到载波频偏估计，大大降低了计算复杂度。推导了频偏估计的均方误差（MSE），以优化简化估计器的关键参数，并评估估计器的性能。仿真结果证实了训练辅助CFO估计器的良好性能。
2017-03-21 cs.IT math.IT
Digital Adaptive Carrier Phase Estimation in Multi-Level Phase Shift Keying Coherent Optical Communication Systems
研究了长距离高速n级相移键控（n-PSK）光纤通信系统中基于单抽头归一化最小均方（LMS）算法的自适应载波相位估计问题。推导了n-PSK相干光传输系统中载波相位估计和误码率平层估计的解析表达式。结果表明，单抽头归一化LMS算法在载波相位估计方面有较好的效果，但随着调制电平的增加，其对激光器固有相位噪声和均衡增强相位噪声的补偿效果逐渐减弱。
2016-07-20 cs.IT math.IT
Impact of Frequency Selectivity on the Information Rate Performance of CFO Impaired Single-Carrier Massive MU-MIMO Uplink
在本文中，我们研究了频率选择性对剩余CFO场景中所需的每用户发射功率之间的差距的影响（即在基站（BS）的CFO估计/补偿后[6]），在理想/零CFO场景中，对于固定的每用户信息速率，在单载波大规模MU-MIMO上行链路系统与TR-MRC接收机。信息论分析表明，这个差距随着信道的频率选择性的增加而减小。而且，在残余CFO情形中，在具有不完美信道估计的频率选择性信道中，仍然可实现$\mathcal{O}(\sqrt{M})$阵列增益（$M$是BS天线的数量）。
2016-06-10 cs.IT math.IT
Impact of Timing and Frequency Offsets on Multicarrier Waveform Candidates for 5G
本文研究了5G的候选波形，当它们受到定时和载波频率偏移时。这些波形为：正交频分复用（OFDM）、广义频分复用（GFDM）、通用滤波多载波（UFMC）、循环滤波器组多载波（C-FBMC）和线性滤波器组多载波（FBMC）。我们特别感兴趣的多址干扰（MAI）时，许多用户发送他们的信号到一个基站在异步或准同步的方式。我们在这些波形中识别MAI的来源，并提出了一些数值分析，证实了我们的研究结果。本研究的目标是回答以下问题：“哪一种5G候选波形具有更宽松的同步要求？".
2015-09-09 cs.IT math.IT
Frequency Offset Estimation and Training Sequence Design for MIMO OFDM
研究了频率选择性衰落信道下多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）系统的载波频偏估计和训练序列设计问题。通过利用训练序列在频域的正交性，估计整数CFO（ICFO）。{With训练序列中均匀间隔的非零导频}和相应的几何映射，通过实多项式的根来估计分数CFO（FCFO）。进一步给出了训练序列保证估计可辨识性的条件。通过对训练序列相关性的分析，构造了两类由Chu序列生成的次优训练序列。仿真结果验证了所提出的训练序列辅助的CFO估计器的良好性能。
2017-03-22 cs.IT math.IT
Impact of CFO Estimation on the Performance of ZF Receiver in Massive MU-MIMO Systems
本文研究了多用户大规模多输入多输出（MIMO）系统上行链路中载波频偏（CFO）估计/补偿对迫零（ZF）接收机信息速率性能的影响。对推导出的每用户信息速率的封闭形式表达式的分析揭示，随着BS天线$M$的数量的增加，可以实现$\mathcal{O}(\sqrt{M})$阵列增益，这与理想的零CFO场景中实现的增益相同。还观察到，与理想的零CFO情况相比，在存在残余CFO的情况下（在CFO补偿之后）的性能降级对于ZF和MRC两者是相同的。
2015-12-03 cs.IT math.IT
Frequency Reversal Alamouti Code-Based FBMC with Resilience to Inter-Antenna Frequency Offsets
用于滤波器组多载波（FBMC）的发射分集方案已知是具有挑战性的。现有的方案没有考虑天线间频率偏移（IAFO）的存在，这将导致性能下降。在这封信中，提出了一种新的发射方案的基础上的频率反转阿拉姆码（FRAC）为基础的结构，以解决IAFO的问题，并被证明固有地消除天线间载波间干扰（ICI），同时保持空间分集。此外，所提出的FRAC结构适用于频率选择性信道。数值结果表明，所提出的方案经历了可忽略的比特出错率（BER）的退化，即使有相当大的IAFO。
2022-09-14 cs.IT eess.SP math.IT
On the Use of Walsh Domain Equalizer for Performance Enhancement of MIMO-OFDM Communication Systems
本文研究基于 FWHT 的 MCM 系统，提出利用 BMA 的非线性 JLCOZF-SIC 均衡器，在频偏、噪声和 Rayleigh 衰落条件下提升 MIMO-OFDM 性能。
2023-12-16 cs.IT cs.PF math.IT
Triple-Structured Compressive Sensing-based Channel Estimation for RIS-aided MU-MIMO Systems
可重构智能表面（RIS）被认为是5G之后的潜在技术，并引起了巨大的研究关注。然而，由于级联信道中的参数数量过多，在RI辅助系统中的信道估计仍然是一个关键的挑战。现有的基于压缩感知（CS）的RIS估计方案仅采用不完全稀疏性，这会导致冗余导频消耗。在本文中，我们利用级联通道的特定三重结构稀疏性，即，公共列稀疏度、偏移补偿后的结构化行稀疏度和所有用户之间的公共偏移。在此基础上提出了一种新的多用户联合估计算法。仿真结果表明，我们的方法可以显着减少导频开销在两个CDMA和UPA场景。
2021-08-31 cs.IT eess.SP math.IT
A Neural Network Detector for Spectrum Sensing under Uncertainties
UC San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；UESTC（电子科技大学）；Harbin Engineering University（哈尔滨工程大学）；Massey University（梅西大学）
频谱感知在任何认知无线电系统中都是至关重要的。当主用户信号具有不确定参数时，作为理论上最优检测器的似然比检验一般没有封闭形式的表达式。因此，在参数不确定性下的频谱感测仍然是一个悬而未决的问题，尽管已经提出了许多利用主信号的特定特征的检测器，并且已经实现了相当好的性能。在本文中，神经网络被训练作为调制信号的检测器。结果表明，通过在合适的数据集上训练，神经网络在系统参数包括载波频偏、载波相位偏移和符号时间偏移的不确定性下具有较强的鲁棒性。结果显示了神经网络在利用信号结构的隐含和不完整知识方面的潜力。
2019-08-06 cs.IT cs.LG eess.SP
Compensation of Phase Noise in Massive-MIMO Uplink Communications Based on Expectation-Maximization Algorithm
针对大规模MIMO上行链路中多振荡器引入的相位噪声，提出基于期望最大化和自适应最速下降的迭代接收机，在非理想CSI与Rician块衰落下显著改善BER和MSE。
2024-05-12 cs.IT eess.SP math.IT
