CN102035766B - 最大多普勒频移的估计方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种最大多普勒频移的估计方法和装置。其中，该方法包括：接收机对发射机的发射信号进行采样；接收机根据发射信号的采样计算复信道的自相关函数的估计值；接收机根据发射机的位置确定发射信号的到达角的角度差；接收机根据自相关函数的估计值和角度差估计发射机的最大多普勒频移。根据本发明，解决了现有估计方法不能真实反映终端的移动速度的问题，有利于无线移动通信系统中切换、负载平衡等性能的提高。

Description

最大多普勒频移的估计方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地，涉及一种最大多普勒频移的估计方法和装置。

背景技术

在采用基站和/或中继站进行无线资源管理的无线通信系统中，系统资源的调度分配均由基站和/或中继站进行，例如，基站调度分配进行下行传输时的资源以及终端进行上行传输时的资源等。

当发射机(例如，终端)相对于接收机(例如，基站)移动时，所接收的信号会经历众所周知的多普勒效应，即接收的信号幅度将与接收机和发射机互相移动的速度成比例变化。在无线资源管理过程中，最大多普勒频移是个非常重要的参数，因为通过多普勒频移信息可以从物理层以及高层协议层来优化整个系统的性能。例如：接收端如果知道多普勒频移，就可以优化接收机的信道估计；基站如果能够知道多普勒频移，就可以得到终端的移动速度，进而优化小区间的切换、负载均衡和协作传输等，其中，低速移动的终端可以主要通过微微小区(Pico Cell)提供服务，中速移动的终端可以通过微小区(Micro Cell)提供服务，而高速移动的终端为了避免频繁的切换可以通过宏小区(Macro Cell)提供服务。

在现有技术中，估计最大多普勒频移的方法有多种，例如：电平通过率法、频谱分析以及自相关函数法以及从信道估计的包络和幅角中提取最大多普勒频移的信息等等。电平通过率法是一种简便的方法，但由于平均功率的测量受到距离引起的路径损失、茂密的树叶和大楼的背面引起的阴影衰落以及噪声等各种因素的影响，所以这种方法在低信噪比的实际应用中并不理想，在有功率控制的场景下，由于信道估计的包络无法反映衰落信道真实的统计特性，所以这种估计最大多普勒频移的方法有一定的局限性。而运用频谱分析及自相关函数的方法由于计算量和存储量大而限制了它们在实际中的应用。此外，现有的最大多普勒频移估计的技术中，都是假设现实环境的信道的幅度衰落服从瑞利分布，其正交分量和同相分量服从0均值，方差为σ²的高斯分布，其多普勒频谱是Jakes频谱，即完整的U形谱。实际上，完整U形谱是基于多径是无限多的，至少是足够多的，而且，到达接收机方向是在(-π，π]内呈均匀分布的。为了说明现有技术中的问题，首先说明下Jakes频谱与到达角度α的关系：

f＝f_maxcosα                                            公式1

其中，f为多普勒频移，f_max为最大多普勒频移，α为入射波的到达角。因为假设入射波到达角α在(-π，π]内呈均匀分布，则α的概率密度函数p(α)为：

$p\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{1}{2\mathrm{\π}},\mathrm{\α}\∈(-\mathrm{\π},\mathrm{\π}]$ 公式2

根据α的概率密度函数，可以求得f的概率密度函数为：

公式3

根据时域和频域的能量守恒原则，可以得到功率谱密度为：

公式4

其中，σ为瑞利衰落的同相分量和正交分量的标准差。

根据信道功率谱与信道相关函数是傅里叶变换对的关系，可得信道自相关函数为：

公式5

$R\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{{4\mathrm{\σ}}^2}{{\mathrm{\πf}}_{\mathrm{aax}}}{\∫}_0^{f_{\max }}\frac{\cos \left(2\mathrm{\πf\τ}\right)}{\sqrt{1-{(f/f_{\max })}^2}}\mathrm{df},f\∈(-f_{\max },f_{\max })$

基于频谱和自相关函数的最大多普勒频移的估计中，都是以公式4和公式5为基础。例如，根据0阶贝塞尔函数定义：

$J_0\left(z\right)=\frac{2}{\mathrm{\π}}{\∫}_0^{\mathrm{\π}/2}\cos \left(z\cos \mathrm{\θ}\right)\mathrm{d\θ}$ 公式6

自相关函数为：

R(τ)＝2σ²J₀(2πf_maxτ)                            公式7

其中，R(τ)是根据接收信号的采用获得的自相关函数的估计值，σ²为接收信号的强度方差，τ为第一个使得时域自相关函数为0的时刻。

从而，通过对实际接收信号的采样获得自相关函数的估计R(τ)，再根据0阶贝塞尔函数的过零点，可以估算出最大多普勒频移f_max。但上述方法存在下述问题：

1)上述估计方法是基于一个重要的假设，就是入射波的入射角度是在(-π，π]内呈均匀分布，即在各个方向上都有入射波到达。如图1所示的最大多普勒频移为500Hz时的理想频谱示意图，在理想的频谱示意图中，由于假设无线信道环境的收发链路上散射物体非常多，从而发射机到接收机之间存在无数条传播路径，并且到达接收机的路径是在(-π，π]内呈均匀分布的，才能形成标准的U型频谱；

如图1所示，标准的U型频谱是严格中心对称的，并且在最大多普勒频移处功率达到最大，在最大多普勒频谱处发生突变。有些通过获得信道的功率谱来估计最大多普勒频谱的方法就是利用了这个特点。但是，由于无线环境的时变性，实际的通信系统中的接收端很难时刻满足是入射波的入射角度是在(-π，π]内呈均匀分布，如图2所示的到达角不连续时最大多普勒频移为500Hz时的实际功率谱示意图，由于实际环境中的散射不够丰富，或者部分散射径经历深衰落，导致在发射机到接收机之间只存在有限的传播路径，而且到达角度集中在(-π/9，π/9]之间，导致实际信道的功率谱不完整。此时，即使发射机和接收机相对移动方向是在发射机和接收机的视距方向，也无法准确估计出最大多普勒频移；

2)实际系统中接收端的入射波的入射角度仅在部分角度到达，多普勒频谱不是完全连续的，而是断续或离散的，现有的完全依赖于多普勒频谱的突变点而估计出最大多普勒频移的方法的有效性和稳健性是很难保障的；

3)当前时刻的多普勒频移与终端移动速度和方向均有关系，而估计出的最大多普勒频移是在当前移动方向上的最大值，当终端改变移动方向，或者环境发生改变，导致来波方向发生变化时，即使终端的移动速度不发生变化，最大多普勒频移的估计就会发生变化，估计出的最大多普勒值就失去意义；

因此，现有方法得到最大多普勒频移并不能真实反映终端的移动速度，进而对无线资源管理的决策造成影响。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种最大多普勒频移的估计方法和装置，以至少解决上述现有估计方法不能真实反映终端的移动速度的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种最大多普勒频移的估计方法，该方法包括：接收机对发射机的发射信号进行采样；该接收机根据发射信号的采样计算复信道的自相关函数的估计值；接收机根据发射机的位置确定发射信号的到达角的角度差；接收机根据自相关函数的估计值和角度差估计发射机的最大多普勒频移。

根据本发明的另一方面，提供了一种最大多普勒频移的估计装置，该装置包括：信号采样模块，用于对发射机的发射信号进行采样；第一估值模块，用于根据信号采样模块对发射信号的采样计算复信道的自相关函数的估计值；角度差确定模块，用于根据发射机的位置确定发射信号的到达角的角度差；第二估值模块，用于根据第一估值模块估计的自相关函数的估计值和角度差确定模块确定的角度差估计发射机的最大多普勒频移。

通过本发明，采用将发射机的发射信号到达角参数引入最大多普勒频移估计方法中，解决了现有估计方法不能真实反映终端的移动速度的问题，有利于无线移动通信系统中切换、负载平衡等性能的提高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的最大多普勒频移为500Hz时的理想功率谱示意图；

图2是根据相关技术的到达角不连续时最大多普勒频移为500Hz时的实际功率谱示意图；

图3是根据本发明实施例1的最大多普勒频移的估计方法的流程图；

图4是根据本发明实施例2的单天线系统中入射波到达接收端示意图；

图5是根据本发明实施例3的多天线系统中入射波到达接收端示意图；

图6是根据本发明实施例6的最大多普勒频移的估计装置的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例引入了入射波的到达角度对最大多普勒估计进行修正，从而增加最大多普勒估计的准确性，有利于无线移动通信系统中切换、负载平衡等性能的提高。基于此，本发明实施例提供了一种最大多普勒频移的估计方法和装置。以下实施例中的接收机可以为基站，也可以为中继站，或者其它控制器，发射机可以为终端等用户设备或测试设备。

实施例1

图3示出了根据本发明实施例的最大多普勒频移的估计方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S302，接收机对发射机的发射信号进行采样；

步骤S304，该接收机根据发射信号的采样计算复信道的自相关函数的估计值；

例如，计算复信道的自相关函数的估计值

其中，T_S为采样周期；

T＝k·T_s，k为正整数；

h()为信道响应函数，h^H()为h()的转置；

n为采样时刻，n＝1，2，......，L-1，L为采样点数；

m为为0时的时刻。

步骤S306，该接收机根据该发射机的位置确定发射信号的到达角的角度差；

本发明实施例中的角度差可以预先根据发射机的位置设定，也可以通过测量与计算确定，例如，当接收机的性能比较强时，可以通过下述方式确定上述角度差：

1)接收机将接收机与发射机的物理位置之间的连线方向设置为参考方向；

2)接收机根据发射信号的采样与参考方向的角度关系确定发射信号的到达角的角度差。

或者，当接收机的性能一般，精度要求不高时，也可以采用下述方式确定上述角度差：发射机的位置为第一预设环境时，接收机确定发射信号的到达角的角度差为π/2或π；发射机的位置为第二预设环境时，接收机确定发射信号的到达角的角度差为以下之一：π、3π/2或2π。其中，第一预设环境可以为类似于乡村的环境，其环境空旷，多径较少；第二预设环境可以为类似于城市的环境，其环境建筑物密集，多径较多。

步骤S308，接收机根据自相关函数的估计值和角度差估计发射机的最大多普勒频移。

例如：接收机设置发射机的最大多普勒频移f_max与自相关函数的估计值和角度差(Δθ)的关系如下：

$\stackrel{\‾}{R}(m\·T_s)\≈\frac{\mathrm{\Δ\θ}}{\mathrm{\π}}\·{\mathrm{\σ}}^2\·J_0\left({2\mathrm{\πf}}_{\max }\mathrm{\τ}\right);$

其中，Δθ为角度差；

σ²为发送信号的强度；

J₀()为0阶贝塞尔函数；

τ＝m·T：

该接收机通过上述关系计算最大多普勒频移f_max。

如果该接收机配置有多根天线时，上述方法还包括：接收机按照上述最大多普勒频移的估计方法(即步骤S302-308)分别估计每根天线对应的最大多普勒频移，将每根天线对应的最大多普勒频移中的最大值作为发射机的最大多普勒频移。这种方式可以比较准确地估计出任何情况下发射机的最大多普勒频移。

本发明实施例通过将入射波(即发射机的发射信号)到达角参数引入最大多普勒频移估计方法中，解决了现有估计方法不能真实反映终端的移动速度的问题，有利于无线移动通信系统中切换、负载平衡等性能的提高。

实施例2

本实施例以图4所示的单天线系统为例进行说明，该系统中的入射波到达接收端的示意图如图4所示，其中，该系统中由于散射体较少，多径信号并不能满足在接收端以(-π，π)范围均匀到达。此时理想信道自相关函数与实际的自相关函数之间的差值很大，因此在采用自相关函数对最大多普勒频移进行估计时，需要实际的自相关函数进行修正。

首先从接收机的接收信号中计算复信道的自相关函数的估计值：其中，各个参数的含义与实施例1相同，这里不再详述。例如：T为采样点周期T_s的整数倍，即T＝k·T_s，k为正整数。确定自相关函数估计值为0时的m值，即

将第一个使得时域自相关函数值为0的时刻记作：τ＝m·T；

接收机检测入射波(即，发射机的发射信号)，检测到的入射波的数目记为N，并得到N个入射波的到达角α_i，1≤i≤N；根据N个入射波到达角得到其所属的角度区间，记做：(θ₁，θ₂)，其中，θ₁和θ₂均属于(-π，π)；

其中，角度θ₁和θ₂的参考方向优选发射机和接收机物理位置之间连线方向，即为参考方向。相对于参考方向逆时针方向为正角度，相对于参考方向顺时针方向为负角度。存在正角度到达入射波时，θ₁为相对于参考方向的最大正角度，否则为绝对值最小的负角度。存在负角度到达入射波时，θ₂为绝对值最大的负角度，否则为最小正角度。

理论自相关函数为：R(τ)＝2σ²J₀(2πf_maxτ)，根据N个入射波到达角所属的角度区间(θ₁，θ₂)对理论自相关函数进行修正。修正方法为：

$\hat{R}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{({\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{\θ}}_1)}{2\mathrm{\π}}\·R\left(\mathrm{\τ}\right);$

即，

$\hat{R}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{({\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{\θ}}_1)}{\mathrm{\π}}\·{\mathrm{\σ}}^2\·J_0\left(2\mathrm{\π}{f}_{\max }\mathrm{\τ}\right);$

用时域自相关函数代替修正后的理论自相关函数，则

$\stackrel{\‾}{R}(m\·T_s)=\frac{1}{L}\underset{n=1}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{h}^H(n\·T_s)h(n\·T_s+m\·T_s)\≈\hat{R}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{({\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{\θ}}_1)}{\mathrm{\π}}\·{\mathrm{\σ}}^2\·J_0\left({2\mathrm{\πf}}_{\max }\mathrm{\τ}\right);$

即，

$\frac{1}{L}\underset{n=1}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{h}^H(n\·T_s)h(n\·T_s+m\·T_s)\≈\frac{({\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{\θ}}_1)}{\mathrm{\π}}\·{\mathrm{\σ}}^2\·J_0\left({2\mathrm{\πf}}_{\max }\mathrm{\τ}\right),\mathrm{\τ}=m\·T_s;$

根据0阶贝塞尔函数可以估计出f′_max。

本发明实施例通过对单天线系统引入入射波(即发射机的发射信号)到达角参数进行最大多普勒频移估计，解决了现有估计方法不能真实反映终端的移动速度的问题，有利于无线移动通信系统中切换、负载平衡等性能的提高。

实施例3

本实施例以图5所示的多天线系统为例进行说明，入射波到达接收端的示意图如图5所示；在多天线系统中，当发射机与接收机的相对移动方向为垂直方向，造成相对移动无法测量。如图5所示，其中到达天线M的入射波以为发射机相对于该天线垂直移动，导致多普勒为0，而到达天线1的入射波，发射机相对于该天线的移动并不在天线1与发射机连线的垂直方向，存在多普勒，因此可以通过天线1测量最大多普勒频移。

本实施例利用多天线中的两根天线分别按照上述实施例1或2中的方法估算出对应于这两根天线的最大多普勒频移，其中，两根天线分别为：Ant₁和Ant₂，则当然，实际使用中，也可以利用多天线中的每个天线估算最大多普勒频移，则N为天线的个数。

优选地，选择水平距离相隔最远的两根天线测量上述最大多普勒频移。

本实施例的方法尤其适用于射频拉远技术，在射频拉远技术中，基带处理板被集中放在机房的机架，而射频单元被放置在远离机房，各射频单元相隔比较大距离，终端的移动总会对部分射频单元产生明显的多普勒频移，从而保证基站准确估计出最大多普勒频移。

本实施例通过将入射波到达角参数引入最大多普勒频移估计方法中，能更加准确地估计最大多普勒频移，而在未来移动通信系统中，多天技术是必须支持的技术，入射波到达角也是多天线系统优化的参数之一，因此，本发明只需借助已经估计出的入射波到达角就可以改善现有最大多普勒频移的性能。

实施例4

本实施例为了降低实时估计到达角度的复杂性问题，接收机可根据所在的无线环境预设到达角度差Δθ＝θ₂-θ₁。散射丰富环境的Δθ大于散射稀疏环境的Δθ。根据0阶贝塞尔函数的积分区间长度预定义Δθ。

根据0阶贝塞尔函数的积分区间长度预定义Δθ的技术原因在于，在求解理论的U型频谱过程中，可以发现，只要入射波能够在一个连续的，范围为的角度内均匀到达，最大的多普勒频移就会发生。由于基站在布置后，站址就不在发生变化，所处的环境就确定了，例如，乡村、城镇、还是密集城区。

乡村环境空旷，多径较少，Δθ取值可选自集合而城市环境建筑物密集，多径较多，Δθ取值可选自集合具体最大的多普勒频移的估计方式可以结合实施例1中进行，这里不再详述。

实施例5

本实施例的接收机检测入射波，检测到的入射波的数目记为N，并得到N个入射波的到达角α_i，1≤i≤N。

根据N个入射波的到达角α_i得到余弦函数值最大的角度，记为：α′，根据cosα′＝0表明发生了最大多普勒频移。

基站根据终端是否发生了最大的多普勒频移调整多普勒频移估计的周期，当终端发生了最大多普勒频移时，可以增加多普勒频移估计的周期，反之，当终端发生了多普勒频移，但由于移动方向的问题，没有导致最大多普勒频移，基站可以保持或降低多普勒频移估计的周期。

以上实施例提供的方法不限于某种特定的通信系统，可以根据基站所处的环境，结合信道的估计方法，对最大多普勒频移进行估计。

实施例6

图6示出了根据本发明实施例的最大多普勒频移的估计装置的结构框图，该装置可以设置于基站中，也可以设置于中继站中，包括以下模块：

信号采样模块62，用于对发射机的发射信号进行采样；

第一估值模块64，与信号采样模块62相连，用于根据信号采样模块62采样的发射信号计算复信道的自相关函数的估计值；

角度差确定模块66，与信号采样模块62相连，用于根据发射机的位置确定发射信号的到达角的角度差；

第二估值模块68，与第一估值模块64和角度差确定模块66相连，用于根据第一估值模块64估计的自相关函数的估计值和角度差确定模块66确定的角度差估计该发射机的最大多普勒频移。

其中，第一估值模块64包括：估值单元，用于根据发射信号的采样计算复信道的自相关函数的估计值

其中，T_S为采样周期；

T＝k·T_s，k为正整数；

h()为信道响应函数，h^H()为h()的转置；

n为采样时刻，n＝1，2，......，L-1，L为采样点数；

m为为0时的时刻。

优选地，角度差确定模块66包括：

第一确定单元，用于发射机的位置为第一预设环境时，确定发射信号的到达角的角度差为π/2或π；

第二确定单元，用于发射机的位置为第二预设环境时，确定发射信号的到达角的角度差为以下之一：π、3π/2或2π。

其中，第一预设环境可以为类似于乡村的环境，其环境空旷，多径较少；第二预设环境可以为类似于城市的环境，其环境建筑物密集，多径较多。

或者，角度差确定模块66包括：方向设置单元，用于将该装置与该发射机的物理位置之间的连线方向设置为参考方向；确定单元，用于根据该发射信号的采样与该参考方向的角度关系确定发射信号的到达角的角度差。

第二估值模块68包括：

设置单元，用于设置发射机的最大多普勒频移f_max与自相关函数的估计值和角度差的关系如下：

$\stackrel{\‾}{R}(m\·T_s)\≈\frac{\mathrm{\Δ\θ}}{\mathrm{\π}}\·{\mathrm{\σ}}^2\·J_0\left({2\mathrm{\πf}}_{\max }\mathrm{\τ}\right);$

其中，Δθ为上述角度差；

σ²为发送信号的强度；

J₀()为0阶贝塞尔函数；

τ＝m·T：

计算单元，用于通过设置单元设置的上述关系计算最大多普勒频移f_max。

该装置配置有多根天线时，该装置还包括：

选择模块，用于触发上述信号采样模块62、第一估值模块64、角度差确定模块66和第二估值模块68估计每根天线对应的最大多普勒频移，将每根天线对应的最大多普勒频移中的最大值作为发射机的最大多普勒频移。

本发明实施例通过将发射机的发射信号到达角参数引入最大多普勒频移估计方法中，解决了现有估计方法不能真实反映终端的移动速度的问题，有利于无线移动通信系统中切换、负载平衡等性能的提高。

从以上的描述中可以看出，通过将入射波(即发射机的发射信号)到达角参数引入最大多普勒频移估计方法中，解决了现有估计方法不能真实反映终端的移动速度的问题，有利于无线移动通信系统中切换、负载平衡等性能的提高。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种最大多普勒频移的估计方法，其特征在于，包括：

接收机对发射机的发射信号进行采样；

所述接收机根据所述发射信号的采样计算复信道的自相关函数的估计值；

所述接收机根据所述发射机的位置确定所述发射信号的到达角的角度差；

所述接收机根据所述自相关函数的估计值和所述角度差估计所述发射机的最大多普勒频移。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述发射信号的采样计算复信道的自相关函数的估计值包括：

所述接收机根据所述发射信号的采样计算复信道的自相关函数的估计值

$\stackrel{\‾}{R}(m\·T_s)=\frac{1}{L}\underset{n=1}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{h}^H(n\·T_s)h(n\·T_s+m\·T_s);$

其中，T_S为采样周期；

T＝k·T_s，k为正整数；

h()为信道响应函数，h^H()为h()的转置；

n为采样时刻，n＝1，2，......，L-1，L为采样点数；

m为为0时的时刻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述发射机的位置确定所述发射信号的到达角的角度差包括：

所述接收机将所述接收机与所述发射机的物理位置之间的连线方向设置为参考方向；

所述接收机根据所述发射信号的采样与所述参考方向的角度关系确定所述发射信号的到达角的角度差。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述发射机的位置确定所述发射信号的到达角的角度差包括：

所述发射机的位置为第一预设环境时，所述接收机确定所述发射信号的到达角的角度差为π/2或π；

所述发射机的位置为第二预设环境时，所述接收机确定所述发射信号的到达角的角度差为以下之一：π、3π/2或2π。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述自相关函数的估计值和所述角度差估计所述发射机的最大多普勒频移包括：

所述接收机设置所述发射机的最大多普勒频移f_max与所述自相关函数的估计值和所述角度差的关系如下：

$\stackrel{\‾}{R}(m\·T_s)\≈\frac{\mathrm{\Δ\θ}}{\mathrm{\π}}\·{\mathrm{\σ}}^2\·J_0\left({2\mathrm{\πf}}_{\max }\mathrm{\τ}\right);$

其中，Δθ为所述角度差；

σ²为所述发送信号的强度；

J₀()为0阶贝塞尔函数；

τ＝m·T；

所述接收机通过所述关系计算最大多普勒频移f_max。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述接收机配置有多根天线时，所述方法还包括：

所述接收机按照所述最大多普勒频移的估计方法分别估计每根天线对应的最大多普勒频移，将所述每根天线对应的最大多普勒频移中的最大值作为所述发射机的最大多普勒频移。

7.一种最大多普勒频移的估计装置，其特征在于，包括：

信号采样模块，用于对发射机的发射信号进行采样；

第一估值模块，用于根据所述信号采样模块对所述发射信号的采样计算复信道的自相关函数的估计值；

角度差确定模块，用于根据所述发射机的位置确定所述发射信号的到达角的角度差；

第二估值模块，用于根据所述第一估值模块估计的所述自相关函数的估计值和所述角度差确定模块确定的所述角度差估计所述发射机的最大多普勒频移。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一估值模块包括：

估值单元，用于根据所述发射信号的采样计算复信道的自相关函数的估计值

$\stackrel{\‾}{R}(m\·T_s)=\frac{1}{L}\underset{n=1}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{h}^H(n\·T_s)h(n\·T_s+m\·T_s);$

其中，T_S为采样周期；

T＝k·T_s，k为正整数；

h()为信道响应函数，h^H()为h()的转置；

n为采样时刻，n＝1，2，......，L-1，L为采样点数；

m为为0时的时刻。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述角度差确定模块包括：

第一确定单元，用于所述发射机的位置为第一预设环境时，确定所述发射信号的到达角的角度差为π/2或π；

第二确定单元，用于所述发射机的位置为第二预设环境时，确定所述发射信号的到达角的角度差为以下之一：π、3π/2或2π。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二估值模块包括：

设置单元，用于设置所述发射机的最大多普勒频移f_max与所述自相关函数的估计值和所述角度差的关系如下：

$\stackrel{\‾}{R}(m\·T_s)\≈\frac{\mathrm{\Δ\θ}}{\mathrm{\π}}\·{\mathrm{\σ}}^2\·J_0\left({2\mathrm{\πf}}_{\max }\mathrm{\τ}\right);$

其中，Δθ为所述角度差；

σ²为所述发送信号的强度；

J₀()为0阶贝塞尔函数；

τ＝m·T：

计算单元，用于通过所述设置单元设置的所述关系计算最大多普勒频移f_max。

11.根据权利要求7-10任一项所述的装置，其特征在于，所述装置配置有多根天线时，所述装置还包括：

选择模块，用于触发所述信号采样模块、所述第一估值模块、角度差确定模块和第二估值模块估计每根天线对应的最大多普勒频移，将所述每根天线对应的最大多普勒频移中的最大值作为所述发射机的最大多普勒频移。