CN104378316A - 一种多普勒频偏估计方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信技术领域，提供了一种多普勒频偏估计方法和装置，该方法包括：基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围；根据相邻的两个一级多普勒频偏估计值计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围；根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值；根据多个所获取的二级多普勒频偏估计值进一步确定下一级预测搜索范围以及下一级多普勒频偏估计值。本发明利用已得到多普勒频偏估计值来逐步缩小频偏估计的搜索范围，提高多普勒频偏估计的可靠性，从而有效缩短累加时间长度，提高估计精度。

Description

一种多普勒频偏估计方法和装置

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种多普勒频偏估计方法和装置。

背景技术

未来，人们期望在高铁和飞机上也享受到高速的互联网服务，长期演进技术(LTE，Long Term Evolution)也要求可提供高速移动中的通信需求。同时，在移动互联网时代，LTE终端设备中具备GPS模块也已成为标准配置，GPS信号接收同样需要满足高移动性的需求。

在移动通信系统中，为了克服由高移动性引起的大多普勒频移对通信质量的影响，接收端必须实施快速、准确的进行多普勒频偏捕获，将剩余多普勒频偏缩小到跟踪环路入锁频偏动态范围之内，以便进行多普勒跟踪。

现有的大多普勒频移估计算法主要有基于FFT的功率谱检测算法、基于噪声匹配的算法、采用三阶段机制进行合码捕获和多普勒估计的算法、以及采用半分法进行迭代搜索的多普勒频偏估计算法等等。但是，现有的多普勒频偏估计算法都仅考虑了恒定的多普勒频偏，没有考虑多普勒加速度对频偏估计的影响。

当接收信噪比不足以保证一个可靠的多普勒频偏估计时，可通过相干或非相干累加来累积信号能量，从而有效提高接收端信噪比。但是，由于多普勒频偏一次加速度的存在，多普勒频偏估计的精度与累加时间长度成反比，而多普勒频偏估计的可靠性与累加时间长度成正比，因而不利于在保证频偏估计的可靠性的同时，提高多谱勒频偏的精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多普勒频偏估计方法和装置，以解决现有技术由于多普勒频偏一次加速度的存在，多普勒频偏估计的精度与累加时间长度成反比，而多普勒频偏估计的可靠性与累加时间长度成正比，因而不利于在保证频偏估计的可靠性的同时，提高多谱勒频偏的精度的问题。

本发明是这样实现的，一种多普勒频偏估计方法，所述方法包括：

基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围；

根据相邻的两个一级多普勒频偏估计值计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围，所述二级预测搜索范围小于所述初始搜索范围；

根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值；

根据多个所获取的二级多普勒频偏估计值进一步确定下一级预测搜索范围以及下一级多普勒频偏估计值。

本发明的另一目的在于提供一种多普勒频偏估计装置，所述装置包括：

第一确定单元，用于基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围；

搜索范围计算单元，用于根据相邻的两个一级多普勒频偏估计值计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围，所述二级预测搜索范围小于所述初始搜索范围；

第二确定单元，用于根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值；

第三确定单元，用于根据多个所获取的二级多普勒频偏估计值进一步确定下一级预测搜索范围以及下一级多普勒频偏估计值。

本发明基于恒定的多普勒频偏方法获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，并确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围，根据两个相邻的一级多普勒频偏估计计算下一时间的多普勒频偏估计的、更加精确的二级预测搜索范围，并且通过二级预测搜索范围确定二级多普勒频偏估计值，通过多个二级多普勒频偏估计值又可以进一步得到更加精确的三级多普勒频偏估计值，从而在有效的缩短了累加时间长度的同时，提高多普勒频偏估计值的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的多普勒频偏估计方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的基于快速傅立叶变换FFT的功率检测方法的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的搜索范围逐级缩小的多普勒频偏估计原理框图；

图4为本发明实施例提供的基于搜索范围预测的多普勒捕获方法与分段补偿法和插值法的捕获概率性能曲线比较示意图；

图5为本发明实施例提供的多普勒频偏捕获误差的互补累积分布函数图；

图6为本发明实施例提供的多普勒频偏估计的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例可适用于扩频通信系统或者GPS接收机，具体可用于扩频通信系统或者GPS接收机中对接收信号的频偏估计。

本发明实施例针对现有技术中存在的低信噪比条件和高动态性对多普勒频偏估计的双重影响的环境，提出了一种适用于极低信噪比高动态环境下的基于搜索范围预测的多普勒频偏估计方法。在基于FFT功率检测的多普勒频偏估计等算法基础上，充分利用前后信号之间多普勒频偏变化受限这一物理特点，通过迭代不断缩小频率检测的有效搜索范围，提高频偏估计的可靠性。可以有效提高多普勒频偏估计的正确检测概率。下面结合附图具体说明。

图1示出了本发明实施例提供的多普勒频偏估计方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围。

具体的，所述一级多普勒频偏，是相对于后续的以一级多普勒频偏估计值为基础计算得到的二级多普勒频偏估计进行区分而设定的标识，同样的道理，所述一级搜索范围，是为区别于后续提到的以一级搜索范围得到的二级多普勒频偏估计，并以为此基础生成的二级预测搜索相区分而设置的标识。

所述时间周期连续，是指计算所述多普勒频偏估计值的时间周期是相连的，中间没有间隔时间。

所述一级搜索范围，是在步骤S101中所计算的多普勒频偏估计而到的一个范围，假设初始的多普勒估计的搜索范围是S＝[-F_max,F_max]，其中F_max为步骤S101中计算的多普勒频偏的最大值。

所述基于恒定的多普勒频偏方法，主要包括基于快速傅立叶变换FFT的功率检测方法、基于噪声匹配方法、采用三阶段机制进行合码捕获和多普勒估计的方法、以及采用半分法进行迭代搜索的多普勒频偏估计方法等。下面对基于快速傅立叶变换FFT的功率检测方法简单介绍如下：

首先，需要设定系统模型，本发明假定系统接收端经载波解调、中频DDC(Direct Digital Control，直接数字控制)和滤波抽取之后，得到的基带扩频信号为r_n：

式中，b_n∈{+1,-1}是极性未知的信息码元序列，c_n∈{+1,-1}是扩频码序列，ω_n是均值为0，均方差为σ²的加性复高斯白噪声。扩码速率为R_c，信息码元速率是R_b，多普勒频偏为f_d，且其中f_d0是多普勒频偏初值，a为多普勒频偏一次加速度。为载波固有相位差。扩频码长度N_c＝R_c/R_b。

在设定模型后，基于快速傅立叶变换FFT的功率检测方法具体如图2所示，包括：

在步骤S201中，在码元理想同步时，在接收端用已知的扩频码对接收信号进行解扩，得到

在每个码元持续时间内，当多普勒一次加速度a对多普勒频偏的影响可以忽略不计时，近似为一个单频信号。这样，当接收信噪比较高时，可以对一个扩码周期长的信号进行FFT变换，获得扩频增益的同时通过频域峰值检测得到多普勒频偏的估计值：

${\hat{f}}_d=\underset{f}{\arg }\max \left\{\mathrm{FFT}\left({\stackrel{\‾}{r}}_n\right)\right\}---\left(3\right)$

但是，当接收信噪比较低，扩频增益不足以提供一个足够高的输出SNR来保证一个可靠的多普勒频偏估计时，需要通过累加来提升接收信噪比。

由于每个扩码的信息码元都是随机的，因此需要先在步骤S202中，消除码元极性。

这样，得到的多普勒频偏估计为：

${\hat{f}}_d=\underset{f}{\arg }\max \left\{\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\right|\mathrm{FFT}\left({\stackrel{\‾}{r}}_{n,i}\right)\left|\right\},n\∈[0,N_c-1]---\left(4\right)$

其中M为累加长度。

我们注意到，当多普勒频偏一次加速度的存在时，频域信号位置会随累加时间而发生漂移，有用信号带宽展宽，常规的峰值检测处理方法无法获得准确的频偏估计，因此，需采在步骤S203中，基于最大似然的能量检测方法得到的多普勒频偏估计为：

其中g(f-kB_w)为长度为B_w的矩形窗，B_w为累加时间内信号的最大频率漂移范围。

由(5)式可以看出，由于多普勒频偏一次加速度的存在，多普勒频偏估计的精度与累加时间长度成反比，而多普勒频偏估计的可靠性与累加时间长度成正比，因此，为了实现快速、准确的多普勒频偏捕获需合理选取累加时间长度。

在步骤S102中，根据相邻的两个一级多普勒频偏估计值计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围，所述二级预测搜索范围小于所述初始搜索范围。

优选的，所述根据相邻的两个一级多普勒频偏估计值计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围步骤具体为：

根据公式S'＝[max{f_min-2δ-2θ,-F_max},min{f_max+2δ+2θ,F_max}]-----(6)

计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围，其中， $f_{\min }=\min \{{\hat{f}}_{d,1},{\hat{f}}_{d,2}\},f_{\max }=\max \{{\hat{f}}_{d,1},{\hat{f}}_{d,2}\},$ 和为基于恒定的多普勒频偏方法在相邻两个累加周期分别得到的多普勒频偏估计值；δ是相邻的两个累加时间周期之间的最大多普勒漂移，R_c为扩码速率，R_b为信息码元速率，扩频码长度N_c＝R_c/R_b，θ为多普勒频偏估计精度。

在本发明实施例中，当多普勒频偏估计值与真实值f_d之间的误差满足时，认为这次多普勒估计是正确的，并且最终的检测概率也是基于此来统计的。

在本发明实施例中，所述二级预测搜索范围小于所述初始搜索范围，具体理由如下：

经过预测的搜索范围S'满足如下关系：

如果前两个累加时间周期的多普勒估计值和中至少有一个是正确的，那么第三个累加时间周期的多普勒真实值f_d,3必然满足：

证明：假设第j(j＝1或j＝2)个累加时间周期的多普勒估计值是正确的。那么显然满足从第j个累加时间周期到第j+i个累加时间周期(i＝1或2)，最大的频偏漂移是iδ，即|f_d,j+2-f_d,j|≤iδ计精度，我们可以得到

$f_{d,3}\∈\left[\max \right\{{\hat{f}}_{d,j}-\mathrm{i\δ}-2\mathrm{\θ},-F_{\max }\},\min \{{\hat{f}}_{d,j}+\mathrm{i\δ}+2\mathrm{\θ},F_{\max }\left\}\right]---\left(7\right)$

根据以上的论述，得出f_d(3)∈S'。

另外，由于max{f_min-2δ-2θ,-F_max}≥-F_max和min{f_max+2δ+2θ,F_max}≤F_max这两个不等式显然成立，因此

综上所述，我们可以得到：即证上述关系成立。

通过上面分析，我们发现，只要前2个多普勒估计有1个是正确的，那么下一个真实的多普勒数值肯定在预测的搜索范围之内，也就说，前2个多普勒估计值可以给我们提供下一个累加周期的多普勒频偏的先验信息，从而我们可以在一个较为精确的搜索范围内来判决下一次的多普勒估计值。

在步骤S103中，根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值。

具体的，由于所述二级预测搜索范围比所述一级搜索范围要小，也即大大提高了二级多普勒频偏估计的搜索范围的精度，从而可以更好的判决二级多普勒频偏估计值。

在步骤S104中，根据多个所获取的二级多普勒频偏估计值进一步确定下一级预测搜索范围以及下一级多普勒频偏估计值。

根据步骤S101中计算的一级多普勒频偏估计值的个数，相应的可以得到个数减2的二级多普勒频偏估计值，依此类推，可以得到个数减4的三级多普勒频偏估计等等。

如图3所示为本发明提供的搜索范围逐级缩小的多普勒频偏估计原理框图，在此算法的结构中，后一级的多普勒估计值的搜索范围由前一级的多普勒估计结果来决定，并且为下一级的多普勒估计结果做准备。

如图3所示，在第一级中包括五个根据FFT功率检测得到的多普勒频偏估计值，由相邻的可以预测二级多普勒频偏估计的预测搜索范围，根据相邻的可以预测二级多普勒频偏估计的预测搜索范围，根据相邻的可以预测二级多普勒频偏估计的预测搜索范围。

进一步的，根据相邻的二级多普勒频偏估计值进一步得到预测的三级多普勒频偏估计的预测搜索范围。

在本发明实施例中，假设在初始搜索范围内得到的由基于FFT功率检测的多普勒频偏估计算法得到的多普勒频偏估计正确概率是p，并且初始的搜索范围F_max＞＞δ。在这些假设条件下，我们考虑如下3种情形：

1)、前两个累加时间周期获得的多普勒估计值都是正确的。根据S'的定义，可以得到它的区间长度是5δ+4θ＜＜2F_max。由此可见，下一次的多普勒估计被限制到一个相对极为精确的范围之内。并且我们认为在这种情况下，下一次的估计是正确的。所以在这种情况下，可以改正的错误概率是η_c1＝p²(1-p)。

2)、前两个多普勒估计值中一个正确另一个错误。根据定理1，我们可以发现，下一次的多普勒估计被限制到一个相对于S更小的搜索范围之内。也就是说这次检测概率肯定比在S中搜索更高。这种情况下可以改正的错误概率是η_c1≥0。

3)、前两个多普勒估计值全是错误的。如果这两个错误同时大于或者小于下一次的真实多普勒数值，那么下一次多普勒估计肯定是错误的，即便在S范围内搜索时正确的。所以在此种情况下，误判的概率是η_e≤(1-p)²p。

综上三种情形，我们可以得到提出方法对多普勒频偏估计正确概率的改善为η，且：

η＝η_c1+η_c2-η_e≥(1-p)p²-p(1-p)²------(8)

由(8)式可以看到，只要p>0.5，那么η>0，也就是说，当累加时间长度能够保证多普勒频偏估计正确概率大于0.5，通过预测搜索范围就能够有效提升多普勒频偏估计的正确概率，并且正确概率逐级提高。

为验证本发明实施例所述多普勒频偏估计方法的有效性，采用实验数据对本发明实施例方法进行验证，具体实验数据如下：

扩码速率R_c＝10.23Mchip/s，信息码元速率R_b＝10Kbit/s，扩频码长度N_c＝1023，累加时间长度M＝500,最大多普勒频偏F_max＝1MHz，FFT变换点数N_f＝4096，多普勒一次加速度a＝±200KHz/s，多普勒频偏估计精度θ＝20KHz，信噪比SNR＝1/σ²∈[-40,-31]dB。

图4给出了基于搜索范围预测的多普勒捕获方法与分段补偿法和插值法的捕获概率性能曲线比较。从图中可以看到，分段补偿法在SNR≥-38dB时的多普勒估计性能较好，而插值法在SNR<-38dB时会比分段补偿法要好。但是本文提出的基于搜索范围预测的捕获方法以捕获时间为代价，使捕获概率在整个信噪比范围内得到了明显的提高。当信噪比较低时，性能提升尤为显著。比如在信噪比SNR＝-39dB时，本文方法可以将多普勒频偏捕获的正确概率从0.58提高到0.86，将近有58％的提升，而插值法能提高到0.72，分段补偿法仅能提高到0.66。

为了更清晰地表现基于搜索范围预测的多普勒频偏的捕获精度，图5给出了SNR＝-36.5dB下多普勒频偏捕获误差的互补累积分布函数(Complementary Cumulative Distribution Function,CCDF)图。从图中可以看到，随着搜索范围预测级数的增加，多普勒频偏的捕获精度显著提高。比如未采用搜索范围预测时，频偏误差大于5.0KHz的概率是0.2，经过1级搜索范围预测处理之后，此概率下降为0.06，再经过第二级的搜索范围预测处理之后，此概率继续下降到0.04，多普勒频偏的捕获误差更向零点趋近。

图6为本发明实施例提供的多普勒频偏估计装置示意图，所述装置包括：

第一确定单元601，用于基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围；

搜索范围计算单元602，用于根据相邻的两个一级多普勒频偏估计值计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围，所述二级预测搜索范围小于所述初始搜索范围；

第二确定单元603，用于根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值；

第三确定单元604，用于根据多个所获取的二级多普勒频偏估计值进一步确定下一级预测搜索范围以及下一级多普勒频偏估计值。

优选的，所述第一确定单元具体用于：

基于快速傅立叶变换FFT功率检测的多普勒频偏估计检测方法，获取连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，并根据所述多普勒频偏的最大值F_max确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围为[-F_max,F_max]。

优选的，所述第一确定单元具体用于：

通过公式计算连续时间周期的一级多普勒频偏估计值；

其中，g(f-kB_w)为长度为B_w的矩形窗，B_w为计算累积时间范围内的最大频率漂移范围，R_c为扩码速率，为基带扩频信号的解扩信号，M为累加长度。

优选的，所述第二确定单元具体用于：

根据公式S'＝[max{f_min-2δ-2θ,-F_max},min{f_max+2δ+2θ,F_max}]计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围，其中， 和为基于恒定的多普勒频偏方法在相邻两个累加周期分别得到的多普勒频偏估计值；δ是相邻的两个累加时间周期之间的最大多普勒漂移，R_c为扩码速率，R_b为信息码元速率，扩频码长度N_c＝R_c/R_b，θ为多普勒频偏估计精度。

优选的，所述基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值的正确概率为p且p大于0.5，所述第二确定单元具体为：

根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值的正确概率为η≥(1-p)p²-p(1-p)²。

本发明实施例所述装置与图1所述多普勒频偏估计方法相对应，在此不作重复赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多普勒频偏估计方法，其特征在于，所述方法包括：

基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围；

根据相邻的两个一级多普勒频偏估计值计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围，所述二级预测搜索范围小于所述初始搜索范围；

根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值；

根据多个所获取的二级多普勒频偏估计值进一步确定下一级预测搜索范围以及下一级多普勒频偏估计值。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围步骤具体为：

基于快速傅立叶变换FFT功率检测的多普勒频偏估计检测方法，获取连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，并根据所述多普勒频偏的最大值F_max确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围为[-F_max,F_max]。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述基于快速傅立叶变换FFT功率检测的多普勒频偏估计检测方法，获取连续时间周期的一级多普勒频偏估计值步骤具体为：

通过公式计算连续时间周期的一级多普勒频偏估计值；

其中，g(f-kB_w)为长度为B_w的矩形窗，B_w为计算累积时间范围内的最大频率漂移范围，R_c为扩码速率，为基带扩频信号的解扩信号，M为累加长度。

4.权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据相邻的两个一级多普勒频偏估计值计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围步骤具体为：

根据公式S'＝[max{f_min-2δ-2θ,-F_max},min{f_max+2δ+2θ,F_max}]计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围，其中， 和为基于恒定的多普勒频偏方法在相邻两个累加周期分别得到的多普勒频偏估计值；δ是相邻的两个累加时间周期之间的最大多普勒漂移，R_c为扩码速率，R_b为信息码元速率，扩频码长度N_c＝R_c/R_b，θ为多普勒频偏估计精度。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值的正确概率为p且p大于0.5，所述根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值步骤具体为：

根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值的正确概率为η≥(1-p)p²-p(1-p)²。

6.一种多普勒频偏估计装置，其特征在于，所述装置包括：

第一确定单元，用于基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围；

搜索范围计算单元，用于根据相邻的两个一级多普勒频偏估计值计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围，所述二级预测搜索范围小于所述初始搜索范围；

第二确定单元，用于根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值；

第三确定单元，用于根据多个所获取的二级多普勒频偏估计值进一步确定下一级预测搜索范围以及下一级多普勒频偏估计值。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述第一确定单元具体用于：

基于快速傅立叶变换FFT功率检测的多普勒频偏估计检测方法，获取连续时间周期的一级多普勒频偏估计值，并根据所述多普勒频偏的最大值F_max确定所述一级多普勒频偏估计的一级搜索范围为[-F_max,F_max]。

8.根据权利要求7所述装置，其特征在于，所述第一确定单元具体用于：

通过公式计算连续时间周期的一级多普勒频偏估计值；

其中，g(f-kB_w)为长度为B_w的矩形窗，B_w为计算累积时间范围内的最大频率漂移范围，R_c为扩码速率，为基带扩频信号的解扩信号，M为累加长度。

9.权利要求6所述装置，其特征在于，所述第二确定单元具体用于：

根据公式S'＝[max{f_min-2δ-2θ,-F_max},min{f_max+2δ+2θ,F_max}]计算下一时间周期的多普勒频偏估计的二级预测搜索范围，其中， 和为基于恒定的多普勒频偏方法在相邻两个累加周期分别得到的多普勒频偏估计值；δ是相邻的两个累加时间周期之间的最大多普勒漂移，R_c为扩码速率，R_b为信息码元速率，扩频码长度N_c＝R_c/R_b，θ为多普勒频偏估计精度。

10.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述基于恒定的多普勒频偏方法，获取多个连续时间周期的一级多普勒频偏估计值的正确概率为p且p大于0.5，所述第二确定单元具体为：

根据所述二级预测搜索范围确定所述下一时间周期的二级多普勒频偏估计值的正确概率为η≥(1-p)p²-p(1-p)²。