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多种技术相辅相成 GPS手机追求精准定位 (2)

发布时间:2007.07.04 16:04     来源:中国电子报    作者:Malcolm Lomer

A-GPS可划分网络与手机定位负荷量

辅助GPS(Assisted GPS,A-GPS)也是一种混合型解决方案。它把GPS和无线链路结合到蜂窝基站中的一个所谓的“辅助服务器”中。该服务器可帮助执行实现范围测量和定位解决方案所需的任务。

各类A-GPS为手机设计人员提供了不同的选择方案,来具体划分网络和移动设备之间的定位负荷量。目前最流行的A-GPS解决方案之一,是利用CDMA手机的基础设施,由于它在服务器端计算手机的位置、速度和时间,故可把手机的工作负荷减至最小,从而降低移动基站对功率的要求,并使A-GPS的实现成本较低廉。可惜的是,恰恰正是受限于CDMA网络,A-GPS的性能达不到消费者对定位服务的要求,因为它主要是针对紧急服务需求而设计的。

另一种方案可以通过移动设备自身内部的位置、时间和速度计算来实现。这样,手机会自动获得数据以访问基于位置的服务,并提供导航/定位功能。如此一来,网络的压力便会较小;而更重要的是能够连续处理定位信息,这一点对消费应用是至关重要的。不过,这种方案需要额外的硬件,事实上,GSM这类非CDMA网络总是需要硬件来提供定位信息的。这种替代系统的主要缺点是要求更高的处理能力,且耗电更快。

为移动手机而开发的航位推算(dead reckoning)解决方案考虑到了个人用户的特殊需要,例如当无法获得卫星信号时,SiGe半导体的专利指南针技术及惯性传感器,能够在强大GPS信号的环境中被校准,以进行航位推算。

GPS可与伽利略系统相互协作

像航位推算、E-GPS和A-GPS等解决方案都旨在从数目有限的可视卫星中获得更精确的连续定位信息。对于个人定位,需要使用的卫星数目可能更多,例如由欧洲委员会和欧洲太空总署联手开发的伽利略系统所提供的额外卫星服务。

伽利略系统将建造一个由30颗卫星提供定位和定时服务的基础架构,可补充现有的GPS系统。这是一种建立在GPS经验基础上非常可靠的新技术,鉴于它的卫星星座结构及其基于地面的控制与管理系统,其精度类似甚至高于GPS。

同时支持GPS和伽利略的混合系统将能够确保在全球每一角落的地平线都有足够数量的卫星,从而保证在各城镇乃至纬度极高的地区都能接收到信号。

GPS和伽利略基础架构相互协作,在精度和安全性方面带来了真正的优势。同时采用两个独立系统能让所有用户都可受益,因为他们将能够使用同一个接收器来接收GPS和伽利略信号。混合型GPS和伽利略技术有助于增加用于室内和城市峡谷的可视卫星的数量。SiGe半导体及其他供货商都已运用在GPS领域的多年经验推出了相关接收器,可同时支持GPS和伽利略系统,从而提供最佳的覆盖范围,满足消费者对性能的期望。

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未来有两种可行解决方案

在实现E-GPS和A-GPS解决方案时,具有不同集成度的各种设计方案都将在不同阶段上彼此相关。一类例子是与设备应用及基带处理器分开的完整GPS接收器;而与之相反的则是软件GPS,所有的信号处理和定位计算都在主机处理器上执行,只需外接无线射频(RF)前端即可。

目前可行的混合型解决方案介于上述两个例子之间,未来有两种可能的发展方向:一种包含主机处理器、GPS基带处理器和GPS射频级三个模块,这条发展路线是集成更多的前端功能,最终构成一个兼具单芯片GPS前端和主机微控制器的解决方案。这种方式不但产生了高度优化的硬件,而且还为RF芯片带来了附加价值。增加前端模块以实现新的功能,例如蓝牙、数字广播视频和其他无线电功能,意味着需要重新改动设计中最复杂的部分,因为处理功能都是与RF集成在一起的。

另一种发展方向(也是SiGe所支持的)开始时是GPS加速器芯片与射频前端及主机处理器共同工作,其后这个加速器和主机处理器被集成在一起,当把伽利略功能性增添到RF芯片的既有GPS中时,这种架构也被保留下来。于是,未来用于DVB和其他功能的无线电技术将完全内建在RF芯片中,而增强了的软件功能性可以更快速也更容易地内建于主机处理器软件中。在第一个方案里,有可能得花上两年的时间来等待单芯片前端经过重新设计,然后才能实现增强的功能;但利用第二种方案,短短数月之内就能够推向市场。

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