钟端（终端的化名）刚参加工作的时候，非常害怕领导姬占（基站的化名）问及工作相关的问题。当钟端以一定的速度走近姬占的时候，感觉到心跳频率加快（频偏为正）；当他离开姬占的时候，心跳就逐渐平缓下来了（没有频偏），如图1-13所示。这个过程类似多普勒频移效应。

类似，站在铁道旁，当一列火车向我们开来时，听到的汽笛声会越来越高；火车远去时，汽笛声又逐渐低下去。声音虽有高低，但汽笛声的频率没有变。这种现象是由奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒（Christian Johann Doppler）在1842年首先发现的，物理学上叫多普勒效应。

举一个声波中的例子：火车进站时汽笛声尖锐，而出站时声音变得低沉。而利用超声波的多普勒效应，在交通、医疗中有广泛应用。

多普勒效应是指无线电波在波源快速移向观察者时接收频率变高，类似于钟端靠近领导时他心跳频率的增加；而在波源远离观察者时接收频率变低，好像钟端远离领导时， 他的心跳频率逐渐平缓一样。

我们知道，由于声源产生的声波引起人耳膜的振动，才会听到声音。耳膜每秒振动的次数多，人感到的音调就高，反之就低。

当火车向你开来时，汽笛的声波使耳膜每秒振动的次数增多，听到的声调就不断提高；当火车 开走时，耳膜每秒振动的次数减少，听到的音调就变低了。有经验的铁路工人，能根据汽笛声 调的变化，估计出火车行驶的快慢和方向。

当瞥车的瞀报声、赛车的发动机以一定的速度接近我们的时候，声音会比平常更刺耳； 在移动通信中，当移动台移向基站时，接收频率变高；远离基站时，频率变低，如图1-14所示。接收频率随移动台与基站之间的相对速度而变化的现象，就是移动通信中的多普勒效应。

多普勒频偏的大小与终端和基站的相对移动速度γ有很大关系；也和无线电波的波长λ有关，当然在一定频点的无线制式下，波长λ可以认为近似不变；多辨勒频偏的大小还和入射角θ有很大关系，入射角θ是终端与基站的连线与相对运动速度γ的方向的夹角。

其中：f为多普勒频偏，单位是Hz; γ为相对移动速度，单位是m/s; λ为波长，单位是m，2000MHz时为0.15m;θ为相对移动速度方向与信号到达方方向的夹角。

从式（1-3)可以得出，终端和基站的相对移动速度越大，频偏越严重，这就要求在高速移动的通信中，必须考虑频偏问题。各厂家的设备在高速移动的场景中都会应用频率纠偏算法，以克服多普勒效应对通话质量的影响。

波长越小，频偏越严重，3G的无线制式使用的频率比2G时代要高很多，波长也小很多，因此在3G时代更需要考虑多普勒效应的影响。

终端和基站相互靠近的时候，0°<θ<90°，频偏为正，接收频率变人；

终端和基站相互远离的时候，90° <θ<180°，频偏为负，接收频率变小；

入射角P越接 近90°，频偏越小，入射角θ接近0°和180°，频偏越大。

这就要求覆盖高速公路或高速铁路等移动场景的基站不能离路太近，太近的话，夹角在某些时候会很小，频偏就会很大；也不能太远，太远的话，覆盖就会较弱。工参上一般要求基站离高速公路或高速铁路100m左右为宜。

多普勒效应是波动的普遍特性，不仅声波具有多普勒效应，多普勒效应适用于所有类型的波，也包括电磁波。虽然光速是不变的，但是多普勒效应依然存在，频率会发生变化，只是改变很小，不易探测。

天文学家利用多普勒效应，可以测定星体的运动速度。但他不是靠耳朵，而是用精密仪器测定来自遥远星体的电磁波频率的微小变化，计算出天体相对于地球的运动速度。

多普勒效应从19世纪下半叶起就被天文学家用来测量恒星的视向速度。现已被广泛用来佐证观测天体和人造卫星的运动。