射频测量系统和用于记录基带和定位数据的方法与流程

本发明大体上涉及射频测量系统和用于记录基带和定位数据的方法。

背景技术：

1、对于无线网络(诸如，移动网络)，性能通常使用射频(rf)测量装置(诸如，rf扫描仪)进行测试。这些测量装置被应用于确定无线网络内任何干扰的存在。rf扫描仪测量底层无线信号(underlying wireless signal)并且将该信号转换为基带数据，例如i和q数据。随后，转换后的基带数据被发送到pc进行基带处理、分析和呈现。

2、为了进一步评估无线网络的性能，可以在一些方法中使用补充数据。例如，可以使用辅助测量设备来获取定位信息或时间信息。然后，该信息可以由pc使用以进行更精密的分析。在这方面，补充数据也可以与基带数据组合或相关。在某些情况下，这几乎实时发生，因为用于检测底层无线信号的rf扫描仪以及辅助测量设备可以连续向pc发送数据以进行数据分析。

3、然而，有时希望能够记录信息以便以后进行离线分析。此外，使用单独的测量设备来获取底层信号(underlying signal)使评估变得复杂且昂贵。

4、相应地，需要一种更紧凑且更具成本效益的设备和方法来评估移动网络的性能，尤其是使用射频范围的网络，诸如5g fr2。

技术实现思路

1、待解决的客观技术问题可以被认为在于克服或至少减少根据现有技术的缺点。该问题由独立权利要求的主题解决。在从属权利要求和以下描述中指示了进一步的实施例，其中的每个可以单独或组合地表示本公开的方面。本公开的一些方面关于方法被呈现，一些关于相应设备被呈现。然而，特征相应地会被转移，反之亦然。

2、本文公开的某些实施例的
技术实现要素：
在下面被阐述。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了提供这些实施例的发明内容，并且这些方面并不旨在限制本公开的范围。本公开可以涵盖下面可能未阐述的多种方面。

3、根据一个方面，提供了一种射频(rf)测量系统。rf测量系统包括至少一个rf测量设备。rf测量设备包括至少一个rf链和连接到存储器设备的至少一个数据处理电路。rf测量设备被配置为接收全球导航卫星系统(gnss)信号。gnss信号指示位置和/或方位。rf测量设备被配置为接收不同于gnss信号的至少一个模拟rf信号。rf测量设备被配置为将至少一个模拟rf信号转换为至少一个基带信号。至少一个数据处理电路被配置为将与基带信号相关联的基带数据和与gnss信号相关联的定位数据存储在存储器设备内。

4、如此设计的rf测量系统提供的优点是，可以使用相同的单一装置来检测gnss信号和单独的模拟rf信号。避免了不同的采集系统。相应地，降低了测量系统的复杂性并且提高了成本效率。此外，以更容易的方式提供了单个数据集。

5、特别地，模拟rf信号可以包括移动网络通信信号。例如，模拟rf信号可以是移动网络通信系统的3g、4g或5g(lte)标准的底层信号。与如5g-nr的移动通信标准相对应的更加精密的信号可以由模拟rf信号表示。此外，模拟rf信号可能包括这些标准的不同部分，诸如5g fr1或5g fr2频率范围。因此，模拟rf信号包括用于表征底层移动网络标准(underlyingmobile network standard)的信息，特别是用于确定相应性能的信息，因为模拟rf信号指示移动网络的特性。

6、相应地，rf测量设备特别地可以是移动网络扫描仪。

7、通常，gnss信号包括指示接收gnss信号的定向天线(directional antenna)的位置的信息。特别地，该信息与rf测量系统有关，该系统包括处于一个或多个定义的几何关系的多个不同的部件，诸如定向天线组件和/或定位天线组件。

8、事实上，gnss信号可以包括关于纬度和/或经度的信息。例如，gnss信号可以包括与以下标准中的至少一个相关的信号：gps、glonass、beidou和galileo。

9、此外，gnss信号还可以包括定时信息(timing information)，诸如时间戳。相应地，gnss信号包括关于纬度、经度和/或时间的信息，例如，根据协调世界时(utc)的定时信息。

10、至少一个存储器设备可以相对于至少一个rf测量设备处于内部或外部。

11、通常，方位对应于至少一个角度的信息，即方位角和/或仰角。众所周知，方位可以以不同的方式(例如，借助于伪多普勒技术、watson-watt技术或者相关干涉仪)被确定。

12、事实上，一个单个数据处理电路可以被配置为将与基带信号相关联的基带数据和与gnss信号相关联的定位数据存储在存储器设备内。因此，不需要多个数据处理电路。

13、在任何情况下，单个rf测量设备被配置为处理与基带信号相关联的基带数据和与gnss信号相关联的定位数据，特别地，将与基带信号相关联的基带数据和与gnss信号相关联的定位数据存储在存储器设备内。

14、可选地，基带信号是数字基带信号和/或包括同相和正交分量(i/q分量)。因此，可以导出底层模拟rf信号(underlying analog rf signal)的相位信息。

15、优选地，至少一个rf链包括至少一个放大器、至少一个滤波设备和/或至少一个模数转换器。因此，可以改进模拟rf信号的分析。转换为基带信号可以根据需要进行调整。不需要的频率范围可以被至少一个滤波器设备抑制，例如通过使用高通滤波器设备。

16、可替选地或累积地，基带数据和/或相应定位数据可以以混合数据格式被存储在存储器设备内，使得所存储的数据包括表示低分辨率数据的第一数据部分和表示高分辨率数据的第二数据部分。相应地，至少一个数据处理电路适于以混合数据格式将基带数据和/或相应定位数据存储在存储器设备内。优选地，第二数据部分被加密存储。换一种说法，至少一个数据处理电路适于存储加密的第二数据部分。因此，如果用户具有相应解密密钥(decryption key)(也被称为加密密钥(crypto key))，则用户可以解密第二数据部分。然后，使用户能够以高分辨率使用数据。

17、特别地，数据的分辨率可以涉及关于频率分辨率、时间分辨率和定位数据的精度中的至少一个的底层基带(underlying baseband)和/或定位数据的分辨率。相应地，低分辨率数据可以包括具有与高分辨率数据相比至少在一个方面降低的分辨率的数据。换一种说法，用户能够在使用第二数据部分(即，具有更高分辨率的数据部分)时获得更深入的了解。

18、因此，对应于用户的相应需要提供不同的数据分辨率。例如，一些用户可能只对更一般的评估感兴趣，并且可能只需要低分辨率数据。可以分发加密密钥以允许用户根据期望的数据分辨率获得对加密数据部分的访问。

19、可选地，rf测量系统可以包括多个rf测量设备。多个rf测量设备然后可以被布置和配置为在不同位置单独接收(不同的)gnss信号和/或模拟rf信号。因此，提供了在不同位置评估模拟rf信号的性能的可能性。因此可以确定底层移动网络(underlying mobilenetwork)的性能的空间分辨率。

20、此外，gnss信号可以包括时间信息。至少一个数据处理电路可以被配置为通过使用时间信息(即，包括在全球导航卫星系统信号中的时间信息)，及时(timely)同步基带数据和定位数据。因此，可以提供基带数据和定位数据之间的同步。

21、优选地，测量系统的至少一个数据处理电路可以被配置为及时同步多个rf测量设备的基带数据和定位数据。特别地，可以基于包含在由至少一个rf测量设备或由多个rf测量设备接收到的定位信号内的时间信息来执行时间同步。换言之，可以使用多个rf测量设备来评估模拟rf信号的性能。可以通过至少一个数据处理电路基于包含在相应定位数据内的时间信息将所有分别获取的数据彼此同步。因此，提高了数据质量，并且可以将底层移动网络的评估扩展到同时研究的不同位置。

22、可替选地或累积地，多个rf测量设备中的每个的至少一个数据处理电路可以被配置为及时同步相应rf测量设备的基带数据和定位数据。特别地，可以基于包含在由至少一个rf测量设备接收到的定位信号内的时间信息来执行时间同步。因此，提供了关于时间同步的冗余。

23、可选地，可以在低分辨率模式或者至少一个高分辨率模式下执行时间同步。对高分辨率数据的访问可以取决于用于解密第二数据部分的至少一个加密密钥是否可用于至少一个数据处理电路。因此，至少一个数据处理电路适于根据用于解密第二数据部分的至少一个加密密钥是否可用于至少一个数据处理电路而在低分辨率模式下或者在至少一个高分辨率模式下及时同步基带数据和定位数据。基于加密密钥，可以确定关于分辨率的程度。因此，可以依据相应用户的需要根据定制的方式来确定分辨率。

24、此外，定位信号可以包括时间戳。因此，一个或多个rf测量设备的基带数据可以基于由至少一个rf测量设备接收到的定位信号的时间戳进行频率同步。换一种说法，至少一个数据处理电路被配置为基于包括在由至少一个射频测量设备接收到的定位信号中的时间戳来对多个射频测量设备的基带数据进行频率同步。因此，基带数据关于彼此参考，使得提高它们的可比性。

25、此外，即使存在多个rf测量设备并且在由多个rf测量设备获得的数据之间提供同步，也可以配置一个单个数据处理电路，来将经由不同的rf测量设备获得的与基带信号相关联的基带数据和与gnss信号相关联的定位数据存储在单个存储器设备内。因此，不需要多个数据处理电路。可以在多个rf测量设备之间交换相应数据，使得数据被转发到单个数据处理电路。

26、另外，存储器设备可以被配置为将存储的数据提供给外部设备。特别地，可以将数据提供给被配置为重放存储的数据的外部设备。然后，用户可以详细研究数据。

27、可选地，rf测量系统还可以包括定位天线组件。定位天线组件被配置为接收gnss信号。rf测量设备与定位天线组件连接，其中rf测量设备被配置为从定位天线组件接收gnss信号，该信号指示位置和/或方位。

28、可替选地或累积地，rf测量系统包括具有多个定向天线的开关型定向天线组件(switched directional antenna assembly)。开关型定向天线组件可以与至少一个rf测量设备连接。至少一个rf测量设备可以被配置为通过使用从gnss信号导出的定位数据来确定开关型定向天线组件的每个单独定向天线的方向和/或方位。开关型定向天线组件可以与rf测量系统的其余部分具有固定的预定位置关系。因此，如果定位数据被包括在评估中，则也可以确定开关型定向天线组件的每个单独定向天线的方向和/或方位。

29、换言之，gnss信号还可以包括关于方位/方向的信息，特别是关于接收gnss信号的定向天线组件的方位/方向的信息。基于该信息，可以例如通过考虑相应天线组件相对于彼此的几何关系和/或机械连接，来确定定向天线组件的相应方位/方向，特别是定向天线组件的所有单独定向天线的相应方位/方向。

30、通常，可以针对rf测量系统的每个部件确定方位/方位，因为这些部件的相应几何关系和/或机械连接是已知的。

31、特别地，相应天线组件(即，定位天线组件和开关型定向天线组件)的几何关系和/或机械连接是已知的，使得每个单独定向天线的方位/定向可以基于借助于gnss信号接收到的信息被确定。

32、相应地，rf测量系统被配置为通过处理接收到的gnss信号来确定开关型定向天线组件的位置和/或方位，特别是开关型定向天线组件的每个单独定向天线的位置和/或方位。

33、因此，gnss信号还指示开关型定向天线组件的每个单独定向天线的位置和/或方位。

34、从定位天线组件获得的不同种类的数据/信息被转发到rf测量设备。因此，提高了对底层移动网络的评估精度。

35、至少一个数据处理电路可以包括中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、专用集成电路(asic)和/或现场可编程门阵列(fpga)中的至少一个。

36、根据另一方面，本公开大体上涉及一种用于记录基带和定位数据的方法。该方法包括借助于至少一个rf测量设备接收至少一个模拟rf信号和gnss信号的步骤。此外，该方法包括借助于至少一个rf测量设备将至少一个模拟rf信号转换为至少一个基带信号的步骤。另外，该方法包括将与基带信号相关联的基带数据和与gnss信号相关联的定位数据存储在与至少一个rf测量设备相关联的存储器设备内的步骤。

37、如此设计的方法允许更方便的数据管理。基带数据和定位数据被同时存储在单个存储器设备内。此外，使用单个设备，即至少一个rf测量设备来检测这两者信号。相应地，与现有方法相比，该方法不太复杂，并且因此有所改进。

38、可选地，该方法还可以包括借助于在不同位置的多个rf天线接收多个模拟rf信号和/或多个gnss信号的步骤。这可以被用于更精确地确定模拟rf信号及其底层移动网络通信系统(underlying mobile network communications system)的性能。

39、作为附加选项，该方法可以包括基于包含在接收到的gnss信号内的时间信息，及时同步与多个模拟rf信号相关联的基带数据和与多个gnss信号相关联的定位数据的步骤。相应地，提供了基带数据和定位数据之间的定义关系。因此，可以更好地表征底层移动网络通信系统，因为所确定的数据以更高质量水平确定。

40、此外，该方法可以包括基于包含在接收到的gnss信号中的至少一个内的时间戳对接收到的不同模拟rf信号的基带数据进行频率同步的步骤。这是提高数据质量的另一项措施。从不同模拟rf信号显露的基带数据关于它们的频率被比较，并且引入标准化的频率标度。相应地，基于从不同模拟rf信号显露的基带数据的结论可以以提高的精度被执行。

41、上文提及的任何方面可以与任何其他方面(子)组合，只要本领域技术人员相应地被提供有可想象的发展。

42、定向天线(特别地，vivaldi型天线)的开关型定向天线组件被用于实现宽带宽。开关型定向天线组件包括面向n个方向的n个定向天线，其中n个定向天线中的每个都可以经由开关被单独开启。开关由射频测量设备适当控制。

43、射频测量设备同时记录具有定位和/或方位信息的gnss信号、关于哪一个定向天线是开启的信息以及与一个或多个开关型定向天线相关联的i/q基带数据。

44、借助于射频测量设备组合同时获得的所有信息，其中可以生成输出元数据。因此，输出元数据涵盖指示模拟射频信号的i/q数据以及指示开关的开关状态的控制数据(即在测量期间多个单独的定向天线中的哪一个/哪一些被开启)，以及位置和/或方位数据。该元数据被传递给单独的处理模块(例如，笔记本电脑或pc)，以进行进一步处理，例如基带处理。

45、由于同时处理，保证了实时处理。然而，组合信息(即输出元数据)，也可以被存储在存储介质中，使得可以随后例如在后处理中进行进一步处理。