CN102014098B - 一种测算最大多普勒频偏方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种测算最大多普勒频偏的方法及装置，以解决在估算最大多普勒频偏对时域频域的资源调度和多用户资源分配策略限制过大的问题。本发明实施例方法包括：在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1；根据第一最大多普勒频偏f_d1判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间；若所述移动终端的移动速度处于高速区间，则确定以第一最大多普勒频偏f_d1作为测算出的最大多普勒频偏，否则，在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2并确定以第二最大多普勒频偏f_d2作为测算出的最大多普勒频偏。本发明使用频域信道的估计较少受到时域频域资源调度和多用户资源分配策略的限制，适用于诸如LTE等需要跳频调度的***或多载波***。

Description

一种测算最大多普勒频偏方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种测算最大多普勒频偏方法和装置。

背景技术

移动通信***所涉及的信道通常为多径时变衰落信道，其接收信号的幅度和相位都会随时间发生随机变化。通常，采用衰落信道的多普勒频偏来反映移动通信传输信道的参数变化的快慢，移动终端的移动速度越快，多普勒频偏越大，信道参数变化越快。

由于多普勒频偏与最大多普勒频偏以及其他参量（例如，移动终端的移动速度、方向以及载频等）存在一定的数学关系，因此，通过一定的测算方法，估算出移动通信传输信道的最大多普勒频偏是计算实际应用时多普勒频偏的必要步骤。

对于某些频分复用***（例如，OFDM），可以根据信号变化的频域特性估算最大多普勒频偏，即，等间隔选取相同子载波上导频信号的估计值，如图1，可以等间隔（例如，T₀时间）地选取子载波f_2c上的导频信号R₂₁、R₂₂和R₂₃等，统计一定时间范围内（例如，从t₁时刻至t₅时刻）的采样点（例如，导频信号R₂₁、R₂₂和R₂₃等），对t₁时刻至t₅时刻的采样点进行快速傅里叶变换（FFT，Fast Fourier Transform），经过FFT后，取功率峰值高于噪声门限的最大频率点，该最大频率点就是估算出来的最大多普勒频偏。

本发明的发明人经过研究发现：上述现有技术在估算最大多普勒频偏时对采样时刻和导频信号所占用的子载波资源有特别要求。也就是说，在满足FFT采样点数要求的统计时间之内，采样时刻必须具有该用户的导频信号，并且该用户的导频信号（采样点）必须位于相同的子载波资源上，不能跳频，例如，在t₂时刻因为无法采集到导频信号，则方案二就不能实施；若在通信过程中，用户在子载波f_2c、f_3c和f_4c之间跳频，则也不能统计子载波f_2c上的导频信号R₂₁、子载波f_3c上的导频信号R₃₁和子载波f_4c上的导频信号R₄₁等不同子载波上的导频信号来进行FFT。因此，现有技术对于时域频域的资源调度和多用户资源分配策略限制过大，诸如LTE等等需要跳频调度的***其实很难实现。

发明内容

本发明实施例提供一种估算最大多普勒频偏方法和装置，该方法和装置不受相关时间或导频信号所处子载波的约束。

本发明实施例提供的测算最大多普勒频偏的方法，包括：在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1；根据所述第一最大多普勒频偏f_d1判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间；若所述移动终端的移动速度处于高速区间，则确定以所述第一最大多普勒频偏f_d1作为测算出的最大多普勒频偏，否则，在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2并确定以所述第二最大多普勒频偏f_d2作为测算出的最大多普勒频偏；所述在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1包括：将相关时间为T₁的导频信号***被测频率，所述相关时间T₁小于某一时间参量t_c；采用所述相关时间为T₁的导频信号在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1；所述在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2包括：将相关时间为T₂的导频信号***被测频率，所述相关时间T₂小于所述某一时间参量t_c；采用所述相关时间为T₂的导频信号在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2。

本发明实施例提供的测算最大多普勒频偏的装置，包括：估算模块，用于在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1和第二最大多普勒频偏f_d2；判断模块，用于根据所述第一最大多普勒频偏f_d1判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间；最大多普勒频偏确定模块，用于在所述判断模块判断所述移动终端的移动速度处于高速区间时确定以所述第一最大多普勒频偏f_d1作为测算出的最大多普勒频偏，或者，在所述判断模块判断所述移动终端的移动速度处于低速区间时，确定以所述估算模块估算出的第二最大多普勒频偏f_d2作为测算出的最大多普勒频偏；所述估算模块包括：第一导频信号***子模块，用于将相关时间为T₁的导频信号***被测频率，所述相关时间T₁小于某一时间参量t_c；第一估算子模块，用于采用所述第一导频信号***子模块***的相关时间为T₁的导频信号在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1；第二导频信号***子模块，用于将相关时间为T₂的导频信号***被测频率，所述相关时间T₂小于所述某一时间参量t_c；第二估算子模块，用于采用所述第二导频信号***子模块***的相关时间为T₂的导频信号在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2。

本发明实施例通过在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏，以所述第一最大多普勒频偏判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间，在所述移动终端的移动速度处于高速区间时确定以所述第一最大多普勒频偏作为测算出的最大多普勒频偏，否则，在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏并确定以所述第二最大多普勒频偏作为测算出的最大多普勒频偏。有效地利用了较大相关时间的导频信号和较小相关时间的导频信号对估算结果的有利因素，提高了最大多普勒频偏的估算精度和频率估算的范围以及分辨率，同时，在计算过程中，使用频域信道的估计也较少受到时域频域资源调度和多用户资源分配策略的限制，更加适用于诸如LTE等需要跳频调度的***或多载波***。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术在时域上估算最大多普勒频偏的相关示意图；

图2是本发明实施例提供的测算最大多普勒频偏的方法基本流程示意图；

图3是本发明实施例提供的在频域上测算最大多普勒频偏的相关示意图；

图4是本发明实施例提供的测算最大多普勒频偏的装置基本逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例的计算最大多普勒频偏的方法基本流程可参考图2，主要包括：

步骤S201，在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1。

现有技术在估算最大多普勒频偏时是通过时域信道估计值得到，这种时域上的估算方法不适用于LTE等使用OFDM调制方式的多载波***。为了避免现有技术这一缺陷，本发明实施例采用频域上的信道估计值估算最大多普勒频偏。

由于导频信号的相关时间对频率的测算范围和测算精度都有影响，具体表现在：相关时间越大，最大可测算频率越小，但在移动终端移动速度较低时测算精度会更好；相关时间越小，最大可测算频率越大，但测算出的频率分辨率较低，在移动终端移动速度较低时测算不准确。在本发明实施例中，时间参量t_c可以设定，用来界定导频信号相关时间的大小。例如，长期演进（LTE）技术频率为2.5GHz的载频，则移动终端的移动速度为120km/h时最大多普勒频偏为289Hz，对应的导频相关时间约为1.1ms。可以设定1.1ms为一个用于界定导频信号相关时间大小的时间参量，以此标准，由于LTE***中上行的解调导频信号（DMRS，DeModulation Reference Signals）的相关时间为0.5ms，则DMRS可以称作相关时间小于设定时间参量（1.1ms）的导频信号。

为了获得较大的测算范围，本发明实施例可以将相关时间为T₁的导频信号***被测频率，该相关时间T₁小于某一时间参量t_c，采用该导频信号估算第一最大多普勒频偏f_d1，其具体流程包括：

步骤S2011，分别计算同一时刻t不同子载波频域信道估计值H(t)在相关时间为所述相关时间T₁和所述相关时间0时的自相关函数值R(t)=H^*(t)H(t+T¹)和R(0)=H^*(t)H(t)。

通过导频信号估算频域信道估计值是公知技术，此处不做赘述。在本发明实施例中，若具有n+1个子载波，并用编号0、1、2……n-1、n表示，则计算同一时刻t不同子载波频域信道估计值H(t)在相关时间为所述相关时间T₁和所述相关时间0时的自相关函数值包括计算：R₀(T₁)=H₀ ^*(t)H₀(t+T₁)、R₁(T₁)=H₁ ^*(t₀)H₁(t₀+T₁)、……、R_n(T₁)=H_n ^*(t)H_n(t+T₁)和R₀(0)=H₀ ^*(t)H₀(t)、R₁(0)=H₁ ^*(t)H₁(t)、……、R_n(0)=H_n ^*(t)H_n(t)。

步骤S2012，分别求取导频信号相关时间为T₁和相关时间为0的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值E[H^*(t)H(t+T₁)]和E[H^*(t)H(t)]，其中，

$E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_1)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p(t_q+T_1)}{n\×s},$

$E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p\left(t_q\right)}{n\×s},$ 所述下标p和下标q分别标识所述不同子载波和不同时刻。

实施例中导频信号相关时间为T₁的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值计算式

$\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H}_p^{*}\left(t_q\right)H_p(t_q+T_1)}{n\×s}...\left(1\right)$

展开后实际为: $E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_1)\right]=$

$\left\{\right[H_0^{*}\left(t_0\right)H_0(t_0+T_1)+H_1^{*}\left(t_0\right)H_1(t_0+T_1)+...+H_n^{*}\left(t_0\right)H_n(t_0+T_1)]+$

$[H_0^{*}\left(t_1\right)H_0(t_1+T_1)+H_1^{*}\left(t_1\right)H_1(t_1+T_1)+...+H_n^{*}\left(t_1\right)H_n(t_1+T_1)]+...+$

$[H_0^{*}\left(t_{s-1}\right)H_0(t_{s-1}+T_1)+H_1^{*}\left(t_{s-1}\right)H_1(t_{s-1}+T_1)+...+H_n^{*}\left(t_{s-1}\right)H_n(t_{s-1}+T_1)]$

$[H_0^{*}\left(t_s\right)H_0(t_s+T_1)+H_1^{*}\left(t_s\right)H_1(t_s+T_1)+...+H_n^{*}\left(t_s\right)H_n(t_s+T_1)]\}\÷(n\×s),$ 导频信号相关时间为0的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值计算式展开后类似，不再赘述。

从上述实施例频域信道估计值的期望值计算式可以得知，由于在计算过程中实际上包含了t₀至t_s时刻子载波0至子载波n的频域信道估计值，因此，即使需要进行跳频通信的***也能使用此方法测算最大多普勒频偏。例如，在图3所示本发明实施例提供的在频域上测算最大多普勒频偏的相关示意图中，假设用户从一个通信频点（载频）0跳到另一个频点m，由于频域信道估计值的期望值计算式E[H^*(t)H(t+T₁)]包含了在频点m处对频域信道的估计值

和H_m(t_s+T₁)，因此，用户的跳频并不受本发明技术方案的约束。这就是说，本发明实施例提供的在频域上估算最大多普勒频偏较少受到时域频域资源调度和多用户资源分配策略的限制，比较适合诸如LTE等等需要调频调度的***。

步骤S2013，对以2πf_d1T₁为自变量的零阶贝塞尔函数J₀(2πf_d1T₁)进行反映射，即得估算出的第一最大多普勒频偏f_d1，其中，

$J_0\left(2\mathrm{\π}{f}_{d1}{T}_1\right)=\frac{E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_1)\right]}{E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]}.$

步骤S202，根据所述第一最大多普勒频偏f_d1判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间。

如前所述，采用相关时间较小的导频信号对低速移动的移动终端产生的最大多普勒频偏测算不准确。在本发明提供的实施例中，可以事先假设移动终端的移动速度是较高的，因此可以采用相关时间小于某一设定时间参量的导频信号（例如，LTE***中相关时间为0.5ms的上行的解调导频信号DMRS）估算第一最大多普勒频偏f_d1（估算方法如步骤S2011至步骤S2013），然后根据估算出的第一最大多普勒频偏f_d1判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间。如果判断的结果是移动终端的移动速度处于高速区间，则移动终端的移动速度较高的假设成立，采用相关时间小于某一设定时间参量估算出的第一最大多普勒频偏精度较高，可以作为被测频率的最大多普勒频偏，否则，需要重新估算。

在本发明实施例中，可以用下述方法判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间：

A、首先设定一个用于界定移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间的速度参量u_b；

B、然后根据估算出的第一最大多普勒频偏f_d1计算移动终端对应的移动速度；

在本发明实施例中，可以根据计算式

u=vf_m/f_c       ……………………………………（2）

计算移动终端对应的移动速度，其中，u为移动终端的移动速度，v为真空中的光速，f_c为载频，f_m为步骤S2011至步骤S2013估算出的第一最大普勒频偏f_d1。

C、若移动终端对应的移动速度u大于所述设定的速度参量u_b，则判断移动终端的移动速度是处于高速区间，否则，判断移动终端的移动速度是处于低速区间。

从计算式（2）可以看出，移动终端的移动速度是正比于以此移动速度所产生的最大多普勒频偏的，因此，还可以用下述另一种方法判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间：

A、比较估算出的第一最大多普勒频偏f_d1与设定的速度参量u_b对应的最大多普勒频偏f_p两者的大小；

B、若估算出的最大多普勒频偏f_m大于设定的速度参量u_b对应的最大多普勒频偏f_p，则判断移动终端的移动速度u是处于高速区间，否则，判断移动终端的移动速度u是处于低速区间。

步骤S203，若所述移动终端的移动速度处于高速区间，则确定以所述第一最大多普勒频偏f_d1作为测算出的最大多普勒频偏，否则，在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2并确定以所述第二最大多普勒频偏f_d2作为测算出的最大多普勒频偏。

实际上，步骤S203是在判断移动终端的移动速度处于低速区间后对估算出的第一最大多普勒频偏f_d1所做的修正。这就是说，事先对移动终端的移动速度处于高速区间（因此需要采用相关时间小于某一设定时间参量的导频信号估算最大多普勒频偏）的假设已经不成立，根据前文的说明，必须采用相关时间大于某一设定时间参量的导频信号重新估算第二最大多普勒频偏f_d2。在本发明实施例中，可以将相关时间为T₂的导频信号***被测频率，该相关时间T₂大于某一时间参量t_c（例如，前文提及的LTE***中频率为2.5GHz的载频，移动终端的移动速度为120km/h时最大多普勒频偏为289Hz，对应的导频相关时间1.1ms），采用该导频信号估算第二最大多普勒频偏f_d2，其具体流程包括：

步骤S2031，分别计算同一时刻t不同子载波频域信道估计值H(t)在相关时间为所述相关时间T₂和所述相关时间0时的自相关函数值R(t)=H^*(t)H(t+T₂)和R(0)=H^*(t)H(t)。

通过导频信号估算频域信道估计值是公知技术，此处不做赘述。在本发明实施例中，若具有n+1个子载波，并用编号0、1、2……n-1、n表示，则计算同一时刻t不同子载波频域信道估计值H(t)在相关时间为所述相关时间T₂和所述相关时间0时的自相关函数值包括计算：R₀(T)=H₀ ^*(t)H₀(t+T₂)、R₁(T₂)=H₁ ^*(t₀)H₁(t₀+T₂)、……、R_n(T₂)=H_n ^*(t)H_n(t+T₂)和R₀(0)=H₀ ^*(t)H₀(t)、R₁(0)=H₁ ^*(t)H₁(t)、……、R_n(0)=H_n ^*(t)H_n(t)。

步骤S2032，分别求取导频信号相关时间为T₂和相关时间为0的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值E[H^*(t)H(t+T₂)]和E[H^*(t)H(t)]，其中，

$E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_2)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p(t_q+T_2)}{n\×s},$

$E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p\left(t_q\right)}{n\×s},$

所述下标p和下标q分别标识所述不同子载波和不同时刻。

实施例中导频信号相关时间为T₂的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值计算式

$\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H}_p^{*}\left(t_q\right)H_p(t_q+T_1)}{n\×s}...\left(1\right)$

展开后实际为: $E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_1)\right]=$

$\left\{\right[H_0^{*}\left(t_0\right)H_0(t_0+T_1)+H_1^{*}\left(t_0\right)H_1(t_0+T_1)+...+H_n^{*}\left(t_0\right)H_n(t_0+T_1)]+$

$[H_0^{*}\left(t_1\right)H_0(t_1+T_1)+H_1^{*}\left(t_1\right)H_1(t_1+T_1)+...+H_n^{*}\left(t_1\right)H_n(t_1+T_1)]+...+$

$[H_0^{*}\left(t_{s-1}\right)H_0(t_{s-1}+T_1)+H_1^{*}\left(t_{s-1}\right)H_1(t_{s-1}+T_1)+...+H_n^{*}\left(t_{s-1}\right)H_n(t_{s-1}+T_1)]+$

$[H_0^{*}\left(t_s\right)H_0(t_s+T_1)+H_1^{*}\left(t_s\right)H_1(t_s+T_1)+...+H_n^{*}\left(t_s\right)H_n(t_s+T_1)]\}\÷(n\×s),$ 导频信号相关时间为0的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值计算式展开后类似，不再赘述。

从上述实施例频域信道估计值的期望值计算式可以得知，由于在计算过程中实际上包含了t₀至t_s时刻子载波0至子载波n的频域信道估计值，因此，即使需要进行跳频通信的***也能使用此方法估算最大多普勒频偏。例如，在图3中，假设用户从一个通信频点（载频）0跳到另一个频点m，由于频域信道估计值的期望值计算式E[H^*(t)H(t+T₂)]包含了在频点m处对频域信道的估计值

和H_m(t_s+T₂)，因此，用户的跳频并不受本发明技术方案的约束。这就是说，本发明实施例提供的在频域上估算最大多普勒频偏较少受到时域频域资源调度和多用户资源分配策略的限制，比较适合诸如LTE等等需要调频调度的***。

步骤S2013，对以2πf_d2T₂为自变量的零阶贝塞尔函数J₀(2πf_d2T₂)进行反映射，即得估算出的第二最大多普勒频偏f_d2，其中，

$J_0\left(2\mathrm{\π}{f}_{d2}{T}_2\right)=\frac{E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_2)\right]}{E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]}.$

作为本发明一个实施例，可以以LTE***（载频为2.6GHz）中移动终端的移动速度30km/h为设定的速度参量u_b，其对应的最大多普勒频偏f_p为72Hz。在本发明实施例中，若以相关时间小于某一设定时间参量（例如，LTE***中相关时间为0.5ms的上行的解调导频信号DMRS）估算出的第一最大多普勒频偏f_d1大于72Hz，或者，若以相关时间小于某一设定时间参量估算出的第一最大多普勒频偏f_d1对应的移动终端的移动速度大于30km/h，则判断移动终端的移动速度是处于高速区间，估算出的第一最大多普勒频偏f_d1较为准确，可以作为被测频率的最大多普勒频偏。

仍然以LTE***（载频为2.6GHz）中移动终端的移动速度30km/h为设定的速度参量u_b、其对应的最大多普勒频偏f_p为72Hz作为实例来说明步骤S203。若相关时间小于某一设定时间参量的导频信号（例如，LTE***中相关时间为0.5ms的上行的解调导频信号DMRS）估算出的第一最大多普勒频偏f_d1小于72Hz，或者，若以相关时间小于某一设定时间参量的导频信号估算出的第一最大多普勒频偏f_d1对应的移动终端的移动速度小于30km/h，则可以采用LTE***中最小相关时间为2ms的监听导频信号（SRS，Sounding Reference Signals）估算第二最大多普勒频偏，并以此次估算出的第二最大多普勒频偏f_d2作为被测频率的最大多普勒频偏。

由以上的说明可知，本发明实施例以相关时间相对较小的导频信号首先对最大多普勒频偏进行粗略估算，并以估算结果区分移动终端的移动速度处于高速或低速区间后重新估算，有效地利用了较大相关时间的导频信号和较小相关时间的导频信号对估算结果的有利因素，而在频域上频域信道的估计也较少受到时域频域资源调度和多用户资源分配策略的限制。

请参阅图4，本发明实施例提供的一种测算最大多普勒频偏的装置。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该装置包括：

估算模块41，用于在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1和第二最大多普勒频偏f_d2；

判断模块42，用于根据所述估算模块41估算的第一最大多普勒频偏f_d1判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间，其包括：

第一判断单元421，用于根据所述估算模块41估算出的第一最大多普勒频偏f_d1计算移动终端对应的移动速度，在移动终端对应的移动速度大于一预设的速度参量时判断移动终端的移动速度是处于高速区间，在移动终端对应的移动速度小于一预设的速度参量时，判断移动终端的移动速度是处于低速区间；或者

第二判断单元422，用于比较所述所述估算模块41估算出的第一最大多普勒频偏f_d1与所述预设的速度参量对应的最大多普勒频偏f_p的大小，在所述第一最大多普勒频偏f_d1大于所述预设的速度参量对应的最大多普勒频偏f_p时，判断移动终端的移动速度是处于高速区间，在所述第一最大多普勒频偏f_d1小于所述预设的速度参量对应的最大多普勒频偏f_p时，判断移动终端的移动速度是处于低速区间；

最大多普勒频偏确定模块43，用于在所述判断模块42判断所述移动终端的移动速度处于高速区间时确定以所述第一最大多普勒频偏f_d1作为测算出的最大多普勒频偏，或者，在所述判断模块42判断所述移动终端的移动速度处于低速区间时，确定以所述估算模块估算出的第二最大多普勒频偏f_d2作为测算出的最大多普勒频偏。

所述估算模块41包括：

第一导频信号***子模块411，用于将相关时间为T₁的导频信号***被测频率，所述相关时间T₁小于某一时间参量t_c。

所述估算模块41进一步包括：

第一估算子模块413，用于采用所述第一导频信号***子模块***的相关时间为T₁的导频信号在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1，其包括：

第一自相关函数计算单元4131，用于分别计算同一时刻t不同子载波频域信道估计值H(t)在相关时间为所述相关时间T₁和所述相关时间0时的自相关函数值R(t)=H^*(t)H(t+T₁)和R(0)=H^*(t)H(t)；

第一期望值求取单元4132，用于根据所述第一自相关函数计算单元4121计算所得自相关函数值，分别求取导频信号相关时间为T₁和相关时间为0的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值E[H^*(t)H(t+T₁)]和E[H^*(t)H(t)]，其中，

$E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_1)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p(t_q+T_1)}{n\×s},$

$E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p\left(t_q\right)}{n\×s},$ 所述下标p和下标q分别标识所述不同子载波和不同时刻；

第一反映射单元4133，用于对以2πf_d1T₁为自变量的零阶贝塞尔函数J₀(2πf_d1T₁)进行反映射，即得估算出的第一最大多普勒频偏f_d1，其中，

$J_0\left(2\mathrm{\π}{f}_{d1}{T}_1\right)=\frac{E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_1)\right]}{E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]}.$

为了在所述判断模块42判断所述移动终端的移动速度处于低速区间时进一步估算第二最大多普勒频偏f_d2，所述所述估算模块41包括：

第二导频信号***子模块412，用于将相关时间为T₂的导频信号***被测频率，所述相关时间T₂小于所述某一时间参量t_c。

所述估算模块41进一步包括：

第二估算子模块414，用于采用所述第二导频信号***子模块412***的相关时间为T₂的导频信号在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2，其包括：

第二自相关函数计算单元4141，用于分别计算同一时刻t不同子载波频域信道估计值H(t)在相关时间为所述相关时间T₂和所述相关时间0时的自相关函数值R(t)=H^*(t)H(t+T₂)和R(0)=H^*(t)H(t)；

第二期望值求取单元4142，用于根据所述第二自相关函数计算单元4141计算所得自相关函数值，分别求取导频信号相关时间为T₂和相关时间为0的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值E[H^*(t)H(t+T₂)]和E[H^*(t)H(t)]，其中，

$E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_2)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p(t_q+T_2)}{n\×s},$

$E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p\left(t_q\right)}{n\×s},$ 所述下标p和下标q分别标识所述不同子载波和不同时刻；

第二反映射单元4143，用于对以2πf_d2T₂为自变量的零阶贝塞尔函数J₀(2πf_d2T₂)进行反映射，即得估算出的第二最大多普勒频偏f_d2，其中，

$J_0\left(2\mathrm{\π}{f}_{d2}{T}_2\right)=\frac{E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_2)\right]}{E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]}.$

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的测算最大多普勒频偏的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种测算最大多普勒频偏的方法，其特征在于，包括：

在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1；

根据所述第一最大多普勒频偏f_d1判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间；

若所述移动终端的移动速度处于高速区间，则确定以所述第一最大多普勒频偏f_d1作为测算出的最大多普勒频偏，否则，在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2并确定以所述第二最大多普勒频偏f_d2作为测算出的最大多普勒频偏；

所述在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1包括：将相关时间为T₁的导频信号***被测频率，所述相关时间T₁小于某一时间参量t_c；采用所述相关时间为T₁的导频信号在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1；

所述在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2包括：将相关时间为T₂的导频信号***被测频率，所述相关时间T₂小于所述某一时间参量t_c；采用所述相关时间为T₂的导频信号在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2。

2.如权利要求1所述测算最大多普勒频偏的方法，其特征在于，所述采用所述相关时间为T₁的导频信号在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1包括：

分别计算同一时刻t不同子载波频域信道估计值H(t)在相关时间为所述相关时间T₁和所述相关时间0时的自相关函数值R(t)=H^*(t)H(t+T₁)和R(0)=H^*(t)H(t)；

分别求取导频信号相关时间为T₁和相关时间为0的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值E[H^*(t)H(t+T₁)]和E[H^*(t)H(t)]，其中，

$E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_1)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p(t_q+T_1)}{n\×s},$

$E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p\left(t_q\right)}{n\×s},$ 所述下标p和下标q分别标识所述不同子载波和不同时刻，所述n表示子载波数目，所述s表示时刻数目；

对以2πf_d1T₁为自变量的零阶贝塞尔函数J₀(2πf_d1T₁)进行反映射，即得估算出的第一最大多普勒频偏f_d1，其中，

$J_0\left(2\mathrm{\π}{f}_{d1}{T}_1\right)=\frac{E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_1)\right]}{E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]}.$

3.如权利要求2所述测算最大多普勒频偏的方法，其特征在于，所述采用所述相关时间为T₂的导频信号在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2包括：

分别计算同一时刻t不同子载波频域信道估计值H(t)在相关时间为所述相关时间T₂和所述相关时间0时的自相关函数值R(t)=H^*(t)H(t+T₂)和R(0)=H^*(t)H(t)；

分别求取导频信号相关时间为T₂和相关时间为0的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值E[H^*(t)H(t+T₂)]和E[H^*(t)H(t)]，其中，

$E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_2)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p(t_q+T_2)}{n\×s},$

$E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p\left(t_q\right)}{n\×s},$ 所述下标p和下标q分别标识所述不同子载波和不同时刻，所述n表示子载波数目，所述s表示时刻数目；

对以2πf_d2T₂为自变量的零阶贝塞尔函数J₀(2πf_d2T₂)进行反映射，即得估算出的第二最大多普勒频偏f_d2，其中，

$J_0\left(2\mathrm{\π}{f}_{d2}{T}_2\right)=\frac{E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_2)\right]}{E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]}.$

4.如权利要求1所述测算最大多普勒频偏的方法，其特征在于，所述根据所述第一最大多普勒频偏f_d1判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间包括：

根据估算出的第一最大多普勒频偏f_d1计算移动终端对应的移动速度；

若移动终端对应的移动速度大于一预设的速度参量，则判断移动终端的移动速度是处于高速区间，否则，判断移动终端的移动速度是处于低速区间。

5.如权利要求4所述测算最大多普勒频偏的方法，其特征在于，所述根据所述第一最大多普勒频偏f_d1判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间包括：

比较所述第一最大多普勒频偏f_d1与所述预设的速度参量对应的最大多普勒频偏f_p的大小；

若所述第一最大多普勒频偏f_d1大于所述预设的速度参量对应的最大多普勒频偏f_p，则判断移动终端的移动速度是处于高速区间，否则，判断移动终端的移动速度是处于低速区间。

6.一种测算最大多普勒频偏的装置，其特征在于，包括：

估算模块，用于在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1和第二最大多普勒频偏f_d2；

判断模块，用于根据所述第一最大多普勒频偏f_d1判断移动终端的移动速度是处于高速区间还是处于低速区间；

最大多普勒频偏确定模块，用于在所述判断模块判断所述移动终端的移动速度处于高速区间时确定以所述第一最大多普勒频偏f_d1作为测算出的最大多普勒频偏，或者，在所述判断模块判断所述移动终端的移动速度处于低速区间时，确定以所述估算模块估算出的第二最大多普勒频偏f_d2作为测算出的最大多普勒频偏；

所述估算模块包括：第一导频信号***子模块，用于将相关时间为T₁的导频信号***被测频率，所述相关时间T₁小于某一时间参量t_c；第一估算子模块，用于采用所述第一导频信号***子模块***的相关时间为T₁的导频信号在频域上估算被测频率的第一最大多普勒频偏f_d1；第二导频信号***子模块，用于将相关时间为T₂的导频信号***被测频率，所述相关时间T₂小于所述某一时间参量t_c；第二估算子模块，用于采用所述第二导频信号***子模块***的相关时间为T₂的导频信号在频域上估算被测频率的第二最大多普勒频偏f_d2。

7.如权利要求6所述测算最大多普勒频偏的装置，其特征在于，所述第一估算子模块包括：

第一自相关函数计算单元，用于分别计算同一时刻t不同子载波频域信道估计值H(t)在相关时间为所述相关时间T₁和所述相关时间0时的自相关函数值R(t)=H^*(t)H(t+T₁)和R(0)=H^*(t)H(t)；

第一期望值求取单元，用于根据所述第一自相关函数计算单元计算所得自相关函数值，分别求取导频信号相关时间为T₁和相关时间为0的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值E[H^*(t)H(t+T₁)]和E[H^*(t)H(t)]，其中，

$E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_1)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p(t_q+T_1)}{n\×s},$

$E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p\left(t_q\right)}{n\×s},$ 所述下标p和下标q分别标识所述不同子载波和不同时刻，所述n表示子载波数目，所述s表示时刻数目；

第一反映射单元，用于对以2πf_d1T₁为自变量的零阶贝塞尔函数J₀(2πf_d1T₁)进行反映射，即得估算出的第一最大多普勒频偏f_d1，其中，

$J_0\left(2\mathrm{\π}{f}_{d1}{T}_1\right)=\frac{E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_1)\right]}{E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]}.$

8.如权利要求6所述测算最大多普勒频偏的装置，其特征在于，所述第二估算子模块包括：

第二自相关函数计算单元，用于分别计算同一时刻t不同子载波频域信道估计值H(t)在相关时间为所述相关时间T₂和所述相关时间0时的自相关函数值R(t)=H^*(t)H(t+T₂)和R(0)=H^*(t)H(t)；

第二期望值求取单元，用于根据所述第二自相关函数计算单元计算所得自相关函数值，分别求取导频信号相关时间为T₂和相关时间为0的不同时刻不同子载波频域信道估计值的期望值E[H^*(t)H(t+T₂)]和E[H^*(t)H(t)]，其中，

$E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_2)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p(t_q+T_2)}{n\×s},$

$E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]=\frac{\underset{q=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\underset{p=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{H_p}^{*}\left(t_q\right)H_p\left(t_q\right)}{n\×s},$ 所述下标p和下标q分别标识所述不同子载波和不同时刻，所述n表示子载波数目，所述s表示时刻数目；

第二反映射单元，用于对以2πf_d2T₂为自变量的零阶贝塞尔函数J₀(2πf_d2T₂)进行反映射，即得估算出的第二最大多普勒频偏f_d2，其中，

$J_0\left(2\mathrm{\π}{f}_{d2}{T}_2\right)=\frac{E\left[H^{*}\left(t\right)H(t+T_2)\right]}{E\left[H^{*}\left(t\right)H\left(t\right)\right]}.$

9.如权利要求6所述测算最大多普勒频偏的装置，其特征在于，所述判断模块包括：

第一判断单元，用于根据所述估算模块估算出的第一最大多普勒频偏f_d1计算移动终端对应的移动速度，在移动终端对应的移动速度大于一预设的速度参量时判断移动终端的移动速度是处于高速区间，在移动终端对应的移动速度小于一预设的速度参量时，判断移动终端的移动速度是处于低速区间；或者

第二判断单元，用于比较所述估算模块估算出的第一最大多普勒频偏f_d1与所述预设的速度参量对应的最大多普勒频偏f_p的大小，在所述第一最大多普勒频偏f_d1大于所述预设的速度参量对应的最大多普勒频偏f_p时，判断移动终端的移动速度是处于高速区间，在所述第一最大多普勒频偏f_d1小于所述预设的速度参量对应的最大多普勒频偏f_p时，判断移动终端的移动速度是处于低速区间。

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