提出一种基于训练序列相位差+调频Z变换（CZT）的两级频偏估计算法。该方案采用设计的时域训练序列块并结合块内和块间多次平均平滑噪声影响，以较低开销实现频偏的稳定粗估计，并进一步基于第一级频偏粗估计设定第二级CZT估计范围，以较低计算复杂度完成最终高精度频偏估计。三载波128 GBaud 偏振复用十六进制正交幅度调制（PM-16QAM）超奈奎斯特（FTN）波分复用（WDM）系统的仿真结果表明，加速因子为0.95、0.90、0.85时，所提算法训练开销仅为1.56%，即可实现-8~8 GHz范围内的稳定频偏估计，残余频偏分别为2、2.5、3 MHz左右。与估计精度基本相当的传统盲四次方FFT频偏估计算法相比，所提算法的总体计算复杂度显著降低，约为传统算法的8%。

为解决正交频分复用（OFDM）可见光通信中存在的发光二极管（LED）非线性及由其引起的载波频率偏移问题，建立了N重最小频移键控（N-MSK）映射下的OFDM可见光通信系统模型，并利用蒙特卡罗方法，对比分析了N-MSK映射与二进制相移键控（BPSK）映射在信号功率谱密度、星座图、载波干扰比、误码率等性能方面的差异。实验结果表明：N-MSK（N>1）映射系统具有良好的带外衰减特性；在相同频率偏移的情况下，采用N-MSK（N=1）映射方式，系统载波干扰比提升约15 dB，抑制载波频偏引起的载波间干扰的能力增强；相同误码率情况下（10^-6），MSK映射系统所需的信噪比（SNR）较BPSK映射低2 dB；相同SNR条件下，MSK映射方式能够克服LED非线性对系统性能的影响。因此，所提模型在信号星座图及误码率方面性能较好。

为了实现信号同相分量和正交分量的交替检测,提出了一种基于预设频率偏移的相干探测方案。该方案所需的硬件数量与外差检测一致,均为零差检测的一半。相关实验与仿真结果表明,相比外差检测方案,本方案不需要后续的下变频过程,对接收机的带宽需求较低。为了解决该方案中色散、激光器频率偏移以及接收机带宽受限造成的信号失真问题,提出了一种自适应实值均衡结构,为相干检测在成本敏感接入网中的应用提供了一种低成本、低复杂度的解决方案。

针对5G中下行正交频分复用(OFDM)系统由于多普勒频移和发送机与接收机晶振不同步引起频率误差导致接收机解调信号出错的问题，文章提出了一种主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)联合的频偏估计算法。首先，对接收端的 PSS和SSS分别与本地PSS和SSS进行互相关运算，其次将同一时隙第1个同步信号和物理广播信道块(PBCH)(SSB)的PSS互相关结果与第2个SSB的SSS互相关结果进行互相关运算计算初始频偏值; 最后用同一个SSB中的PSS互相关结果和SSS互相关结果作互相关运算计算新的频偏值，并采用初始的频偏值对其进行极性修正，从而得到最终频偏。与基于PSS的频偏估计算法相比，该方法利用PSS和SSS进行联合频偏估计，提高了算法精度，同时将估计范围从［-3.5,3.5］ kHz扩大到了［-7.0,7.0］ kHz。

提出了一种简化的相干检测系统,通过在时域上交替探测信号的同向(I)及正交(Q)信息分量,实现了基于单个平衡光电探测器(BPD)的相位分集接收。仿真结果表明,25 Gbit/s的非归零信号经过25 km标准单模光纤传输时,在10 ^-3误码率门限下,其接收灵敏度为-39.97 dBm。用Gram-Schmidt正交化过程算法对信号光与本振(LO)光之间频率偏移引起的I、Q分量失配角进行补偿,当频率偏移小于符号速率的1/5(±5 GHz)时,灵敏度代价约为3.2 dB。此外,当LO光功率较高时,用单PD取代BPD的灵敏度损失约为3 dB。本方案为实现低成本的相干检测提供了一种解决方法。

针对噪声调幅干扰抑制存在实时性较差的问题,提出了一种基于FFT频偏快速修正的噪声调幅干扰抑制算法。首先,采用基于FFT的频偏快速修正算法对噪声调幅干扰的中心频率进行精确估计,并通过减少复数乘法运算次数有效降低运算量；然后,利用估计得到的干扰中心频率,通过解调公式对信号和干扰进行解调,得到信号和干扰的双边谱分布；最后,在频域上对解调信号进行分步两次对消,并对时域上信号进行恢复,从而完成对噪声调幅干扰的抑制。仿真分析结果表明,该算法能够在明显降低计算量的前提下有效抑制噪声调幅干扰。

针对啁啾(chirp)信号的频偏估计方法存在分辨率受限和估计精度不高的问题, 提出了一种基于匹配滤波插值的频偏估计(MFI-FOE)方法。首先, 将接收信号与相应的匹配信号进行匹配滤波;然后,对匹配滤波输出的波形进行峰值搜索;最后, 计算相对偏差, 在峰值和紧邻峰值的左侧点或右侧点之间进行插值, 从而得到精准的频偏估计值。仿真结果表明, 与传统的频偏估计方法相比, MFI-FOE方法的信噪比门限降低了2~4 dB, 在整个相对频偏估计范围内性能稳定, 频偏估计的归一化均方误差更接近于克拉美罗界限。所提的MFI-FOE方法在估计精度和抗噪声能力方面都有显著地提升, 验证了该方法的有效性。

无线局域网由于其开放的信道环境和传统的密钥身份验证机制, 安全问题十分严峻。通过射频指纹识别技术, 提取无线设备硬件特征进行身份验证, 能够大大提高无线网络安全性。本文基于通用软件无线电外设(USRP)和GNU Radio开源平台, 提取IEEE 802.11a/g信号载波频偏作为指纹, 结合神经网络分类器进行识别。首先接收信号并提取每帧信号载波频偏, 然后训练神经网络分类器, 最后利用此分类器对无线设备进行识别。在办公室和体育馆2种典型室内环境进行无线设备个体识别实验, 识别率均大于90%。实验结果说明, 基于软件无线电提取信号载波频偏可以识别出不同的无线设备, 检测出非法设备接入, 能够提高无线网络安全性。

针对激光器频偏较大的场景,研究了相干光滤波器组多载波通信(CO-FBMC/OQAM)系统的一种整数频偏估计与补偿方法。对以前的分数频偏研究工作进行了扩展,设计了一种混合型的训练序列结构。利用这种训练序列,不仅能完成分数频偏的估计,也能够实现对整数频偏的准确估计。利用数值仿真研究了该方法在CO-FBMC/OQAM系统中的有效性,结果表明该算法的准确频偏估计范围可以达到12倍子载波频率间隔,经过频偏补偿后的系统误码率可以低于前向纠错(FEC)极限。所提方法能够为CO-FBMC/OQAM系统的研究和应用提供有益的参考。