辅助全球定位系统(A-GPS)革命及其消费市场

关键技术五：时间短TOW

另一个和粗略时间导航技术相提并论的是时间短的卫星TOW解码，也就是降低解读卫星的TOW数据的门坎标准。在1999年，卫星接收的信号强度可让接收器解读卫星的TOW最低标准可达到-142dBm。这是因为当我们在整合信号以20ms为间隔时，可以侦测到-142dBm信号数据位中强度。然而，解读卫星的TOW的技术不断演进，现在最低可接受强度已经降低到-152dBm。

关键技术六、七：主机式全球定位系统(Host-based GPS)，RF-CMOS

从传统的系统单芯片(SoC)架构出发，我们就可以清楚地认识主机式架构(Host-based)。SoC GPS通常是单一封装，但封装中包含了三个独立的组件，有三个硅芯片被包在一起：基带(baseband)模块，包含中央处理器 (CPU);分开的无线调频器(RF)以及一个闪存。如果要降低成本，不使用闪存情况下，唯一的方法是改用只读存储器(ROM)，它可以包含在基带模块中。然而这也意味着，你将无法可随时更新接收器的软件，来使用我们刚刚讨论的最新发展技术。

相对而言，主机式架构不需要在GPS芯片中有CPU功能。其主因是在智能型手机以及其他含有GPS产品上，其既有的CPU和闪存都能额外提供GPS运算时所需的低功耗。同时， RF-CMOS技术可以让无线调频器和基带同在单一GPS芯片中。此为主机式架构 GPS 特质和优势。

   

这一切的结果代表着芯片价格大幅降低，但性能依旧可以维持。



现在已达到我们预期的目标了吗?

A-GPS 技术已经引领我们大步向前。 “从技术水平和消费者市场层面上我们是否已经达到预期的目标了吗?”

一般认为，体积小而便宜的天线会影响质量的表现，但是我要说，一个成本低于4 美元的单一 GPS 芯片，性能超过一个成本19,000 美元的接收器。这听起来简直是自相矛盾，甚至不可思议。但是我们可从首次定位时间、灵敏度和城市精确度(Urban Accuracy)的数据来证实这点。

另一个芯片革命的观点是，我们已经达到GPS 单系统技术开发的高点，难以再往上。然而，还有许多有待解决的问题，特别是城市信号屏障以及室内使用方面。但是这些问题绝不会是由GPS(或是其它个别的系统)可以独自解决的。所以我们可以把下个十年视为“GPS 增值”，单一GPS 的时代很快就会成为昨日黄花。这也不能被解读为GPS 的失败，甚至正好相反。这是因为GPS 单一系统运作得十分好，以至于在过去多年移动电话内附GPS 的销售总量已达5 亿支，基于此销售基础，我们可以大胆将GPS 推展到卫星导航从未涉足过的领域—是因为我们已开始尝试突破单一GPS 的表现瓶颈。

在不久的将来，我们就会看到大量的GPS 增值产品，像是GPS+微机电系统(MEMS)、GPS+(无线网络)Wi-Fi、GPS+网络测量报告(NMR)、GPS+罗盘(Compass)以及GPS+苏联导航卫星系统(GLONASS)、日本准天顶导航卫星系统(QZSS)、欧洲伽利略卫星系统。将来能够进行最大程度整合的公司，就会是赢家。所以，引用丘吉尔的话，目前的状况并不是GPS 的终点，甚至谈不上接近终点;了不起只能算是初阶段的结束。



GPS 消费市场

几年前Len Jacobson 的《GNSS 应用及市场》有一份对2010 年消费市场的预测： Frost & Sullivan 2006 报告预测，在2010 年，PND 及手持装置 (不包括移动电话) 市场会达到 27 亿美元(830 万台，平均售价325美元)。对照实况，目前的市场大约是60亿美元，(4 千万台，平均售价150美元)。简言之，消费市场的规模比几年前所预估的还要大上一倍，还不包括手机市场。虽然价格比预估要低一半，但是出售量是预估的四倍之多。

谈到移动电话，我们回头看看1999 年，那时大家预估A-GPS 只会在精确校时通信网络中被采用(像是CDMA)。如今A-GPS已经大量在全球精确校时以及粗略校时通信网络中被使用，包括欧洲和北美的GSM，以及日本的W-CDMA。最近三年GPS 消费市场，特别是移动电话市场已经大幅成长，置入手机的GPS 接受器数量超过了以往所有GPS 产品数量的总和。而到如今，每年全球民用导航卫星系统(GNSS)接收器产量99%以上的数量皆使用L1-only C/A code GPS 接收器。

所以，从消费市场观点，我们是否已经达到预期的目标?是的!我们不只达到，而且是已经远远超过预期的成绩。接下來，让我们回顾过去十年的技术发展，看看这些技术是否已经达到我们预期的目标。

摩尔定律表明，在一定的晶体管数目下，芯片体积每两年便会缩小一半。摩尔定律在GPS 是适用的，大约每两年，芯片尺寸会缩小一半。2010 年才刚刚开始，人们已经开始在谈论下一代，也就是40 nm的GPS 芯片了。过去二十年来，摩尔定律已经重复了十回，所以同样的芯片在二十年前，尺寸会比现在大上1000 倍。当然不可能会有这么大的芯片，但我要说的是，GPS 芯片并不只是随着摩尔定律变小而已，它还变得更复杂，功能性更强。