輔助全球定位系統(tǒng)(A-GPS)革命及其消費(fèi)市場(chǎng)

　　摘要：目前，7種關(guān)鍵技術(shù)使GPS進(jìn)入世界各地的手機(jī)，本文詳述了這些技術(shù)的進(jìn)入過程以及對(duì)未來10年有什么影響。

　　關(guān)鍵詞：GPS;A-GPS;智能手機(jī);Broadcom

　　十年前的E911法案啟動(dòng)了消費(fèi)型GPS第一個(gè)成功的里程碑，自此以后，GPS接收器的靈敏度進(jìn)步了幾乎千倍以上，超過九成(五億支) 以上的手機(jī)已搭配GPS 功能并以主機(jī)式GPS(Host-based GPS)為標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)邦傳播委員會(huì)(FCC)及美國(guó)國(guó)會(huì)在1999年通過了E911法案，此法案規(guī)定當(dāng)手機(jī)使用者撥打911緊急電話時(shí)，手機(jī)可自動(dòng)提供通話位置信息。原本，輔助定位系統(tǒng)(A-GPS)只用于移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)與GPS時(shí)間同步的時(shí)間校對(duì)，且主要是用在CDMA的電信網(wǎng)絡(luò)。而全球最大的電信網(wǎng)絡(luò)GSM和3G并不與GPS時(shí)間同步。所以在早期，一般認(rèn)為非GPS技術(shù)(如現(xiàn)在已被淘汰的增強(qiáng)觀測(cè)時(shí)差E-OTD等技術(shù))會(huì)在E911法案中勝出的。然而，正如我們現(xiàn)在所知道的，GPS和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)成了手機(jī)定位系統(tǒng)的大贏家。E911法案是GPS在美國(guó)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ⑶议g接促進(jìn)了全球GPS的發(fā)展。這要?dú)w功于以下我所要談?wù)摰钠唔?xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它們使GPS技術(shù)在過去多年來逐漸成熟。

　　關(guān)鍵技術(shù)一：輔助定位系統(tǒng)(A-GPS)

　　關(guān)于A-GPS有三件值得記住的事：“更快、更長(zhǎng)、更高”。透過奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的名言“更快、更強(qiáng)、更高”，你就可以記得住了。

　　A-GPS最顯著的特征，是它使用衛(wèi)星軌道資料傳送替代了原有基站傳送相同(或等量)的軌道數(shù)據(jù)，所以A-GPS接收速度更快。在過去，接收器必須在二維代碼/頻率空間中，搜索每一個(gè)GPS衛(wèi)星信號(hào)。而輔助數(shù)據(jù)縮減了搜索范圍，讓裝置可以用更長(zhǎng)的時(shí)間來做信號(hào)整合，換句話說，就是敏感度更高了 (見圖1)。就是我們說的更長(zhǎng)，更高。

　　現(xiàn)在，我們更進(jìn)一步來看看代碼/頻率搜索，并介紹精確校時(shí)、粗略校時(shí)以及大規(guī)模平行關(guān)聯(lián)器等概念。任何輔助數(shù)據(jù)都可以減少頻率搜索次數(shù)，頻率搜索的概念就是如同你轉(zhuǎn)動(dòng)車上的收音機(jī)旋鈕，尋找電臺(tái)位置。只不過由于衛(wèi)星移動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生不同的GPS頻率，也就是多普勒效應(yīng)。如果你可以預(yù)先知道衛(wèi)星是如何設(shè)置的，就可以縮小頻率搜尋的范圍。

　　代碼延遲(code-delay)就更加敏銳了。C/A 代碼的重復(fù)周期是1ms，所以如果可以在獲得衛(wèi)星信號(hào)之前，就知道比1ms更精確的GPS時(shí)間，便可以縮小代碼延遲搜索區(qū)域，這就是我們所說的“精確校時(shí)”。

　　CDMA通信網(wǎng)絡(luò)是和GPS的時(shí)間同步，而最普遍的通信網(wǎng)絡(luò)(GSM及目前的3G)則不然。后者與GPS時(shí)間有±2秒的誤差，我們稱之為粗略校時(shí)。在最初，只有精確校時(shí)的網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用A-GPS，但后來局勢(shì)改觀是因?yàn)槲覀冇辛岁P(guān)鍵技術(shù)二、關(guān)鍵技術(shù)三，那就是大量平行關(guān)聯(lián)器和高靈敏度。