Hiện nay, hệ thống MIMO với đa ăng ten ở cả phía phát và phía thu đã thu hút được sự quan tâm rất lớn vì thu được dung lượng và hiệu suất phổ cao. Do các luồng dữ liệu độc lập chia sẻ cùng dải tần và khe thời gian, đã làm tăng hiệu suất phổ [11]. Để đạt được những ưu thế này, việc ước lượng độ dịch tần sóng mang có vai trò quan trọng.
Sự không đồng bộ giữa bộ tạo dao động phía phát và phía thu, hiệu ứng Doppler là hai nguyên nhân chính gây ra dịch tần sóng mang, làm ảnh hưởng trực tiếp đến tín hiệu thu trong các hệ thống thông tin vô tuyến. Sự sai lệch trong ước lượng dịch tần sóng mang sẽ làm giảm độ chính xác khi ước lượng các tham số khác củahệ thống. Ngoài ra, sai số trong ước lượng tham số hệ thống sẽ tác động tiêu cực đến xử lý tín hiệu không gian, đặc biệt làm giảm hiệu suất phổ trong hệ thống thông tin MIMO. Do đó, để đạt được hiệu suất của hệ thống MIMO như mong muốn, cần sử dụng phương pháp ước lượng độ dịch tần phù hợp.
Có hai giải pháp để giải quyết vấn đề này. Giả sử độ dịch tần của các kênh truyền dẫn giữa các cặp ăng ten thu, phát là giống nhau trong một hệ thống MIMO. Điều này có nghĩa là việc ước lượng độ dịch tần đối với hệ thống MIMO sẽ giống như đối với các hệ thống SISO. Do đó, các thuật toán sử dụng phổ biến cho các hệ thống SISO sẽ được áp dụng trong các hệ thống MIMO. Một trong các thuật toán là sử dụng phép biến đổi Fourier rời rạc (DFT), bởi như [52] đánh giá, kỹ thuật dựa trên biến đổi Fourier rời rạc tương tự như truyền dẫn số chế độ gói. Tuy nhiên, do số lượng mẫu rời rạc bị giới hạn, nên thuật toán này có độ phân giải chưa cao và chưa đảm bảo tính chính xác để áp dụng trong thực tế. Trong [13], một phương pháp đơn giản hơn được đề xuất dựa trên phép đo độ dịch pha giữa các chuỗi ký tự hoa tiêu (pilot) liên tiếp. Tuy đây là một cách tiếp cận hay, nhưng có một số nhược điểm và bị giới hạn vềphạm vi ứng dụng, điều này cần được khắc phục. Trong phần này, điều chỉnh cách tiếp cận này như một đề xuất đầu tiên gọi là thuật toán ma trận.
Trở lại với hệ thống MIMO, do kiến trúc đa ăng ten của chúng, có nhiều độ dịch tần khác nhau tồn tại giữa các ăng ten phát và thu. Vì vậy, các thuật toán sử dụng trong hệ thống SISO không thể áp dụng trực tiếp vào hệ thống MIMO. Nhiều nghiên cứu về đồng bộ sóng mang trong hệ thống MIMO đã được nghiên cứu. Một cách tiếp cận thông thường là dựa trên việc lựa chọn chuỗi huấn luyện. Phương pháp sử dụng tính trực giao của chuỗi hoa tiêu hoặc dựa trên không gian con để giải quyết vấn đề này [12], [54]. Mặc dù những kỹ thuậtnày khá phức tạp đểtriển khai trong thực tế, nhưng có thể khắc phục đượchạn chế của DFT về độ phân giải. Trong đề xuất đã cải tiến MUSIC để ước lượng CFO trong các hệ thống thông tin vô tuyến MIMO.Trong đó, với cùng ý tướng MUSIC dựa trên FDOA, việc ước lượng CFO sẽ dùng MUSIC - CFO thay vì dựa trên DOA như trong [12]. Việc cải tiến này làm giảm sự phụ thuộc của hiệu suất hệ thống MIMO vào DOA của ăng ten và đưa ra giải pháp tốt hơn.