新闻  |   论坛  |   博客  |   在线研讨会
为行动和可携设备设计超低成本GPS
ldyinjy | 2008-01-10 09:20:03    阅读:1377   发布文章
GPS并不是一个新概念。5年前,GPS还只是顶级汽车的装备,但随着便宜和强健的掌上型个人导航设备(PND)的推出,拥有这种设备的用户数量已经有了很大的成长。今天,用户使用位置资讯的方式不断变化,而他们获取资讯的方式也不断改变。

    不足为奇的是,GPS的下一步发展将使它走出汽车、走进街头甚至是室内。换句话说,PND功能将被整合进手机。如果手机中的GPS获得成功,那么,设计具有足够智慧来应对极具挑战的行动环境就显得非常重要,这不仅表现在克服技术障碍上,还表现在手机市场的渗透上。也即意味着GPS必须在低功率、低成本条件下仍能提供好的性能。

    架构改革

    一般来说,传统GPS的性能已经很好了。但遗憾的是,在手机应用的功率和成本条件下却无法实现同样好的性能。解决此一问题的第一步,就是彻底改革传统GPS架构。降低成本和功率的方法之一,是将GPS技术整合进现有的RF平台。

    很明显,在已拥有行动资源的晶片上整合基于软体的GPS解决方案可大幅降低成本。透过嵌入在另外一个平台上的软体实现GPS,意味着要比基于硬体的解决方案节省高达80%的面积。这种方法最终可能使增加的成本少于1美元。

    GPS的软体实现和现有RF晶片的整合也会为功率要求带来显著的影响。但即使具有重新设计GPS架构所带来的优势,手机中成功实现GPS的基础也可以做更多改进。

    这在我们讨论GPS性能时意味着什么呢?一个传统的重要指标是TTFF(首次定位时间),它是指GPS接收器获得卫星讯号所需的时间。过去在恶劣环境下,TTFF通常要一分钟以上。

    由于采用了新的软体演算法,TTFF术语现在可以删除了,问题仅在于:“可根据要求随时随地获得定位资讯吗?”答案应该为“是的”。

    性能和功率

    如果GPS用在手机上,那不管用户站在空旷的室外还是室内都应该有相同的体验。遗憾的是,目前为止还无法达到这一目标,确保在较深的室内使用时具有良好的QoS是设计手机定位服务面临的新挑战。

    在为手机设计GPS时,功率也是一个严重的问题。大多数用户不会选择牺牲手机的通话时间给GPS功能使用,因此必须设法降低功率。

    幸运的是,用户在手机上使用GPS的方式与在汽车内使用的方式截然不同。例如,在车内使用PND从A点到B点通常意味着GPS功能需要连续工作来追踪讯号,以便获得车速高达113kph时的车辆即时位置资讯。    

图1:GPS手机用户不管在室外还在是室内都应该有相同的体验。

图1:GPS手机用户不管在室外还在是室内都应该有相同的体验。

    但当汽车进入隧道时,传统的GPS系统将消耗很大的功率来极力撷取永远也不会成功找到的卫星讯号。

    现在,让我们从隧道中的汽车环境转换到另外一个等效的环境──室内深处。这时不应徒劳地去搜索卫星讯号,而是让手机使用蜂巢式三边测量技术去计算位置,这将显得更有意义,也更有效率。

    eGPS软体可以透过关闭GPS射频模组达到节省功率的目的。与特别消耗功率的情形不同,在手机作室内定位时,GPS功能实质上不消耗功率。因为在将GPS设计进行动平台时功率非常重要。

    在手机中GPS并不是唯一可用的功能,用户短时间使用GPS的概率是很高的,例如,寻找到影院的道路,或寻找最近的义大利餐馆。基于这样的原因,让GPS一直开着是毫无意义的。

    解决这个功率问题的方法是让GPS在需要时工作,在不用时完全关闭,这样可将电源使用率降低到电池寿命的1%以下。

    过去GPS无法运作的原因,是过于老旧的技术被硬塞进手机中,即使做出妥协,都无法形成可使用的解决方案,这种方法实际上会影响手机中其他功能的性能,不仅造成与其他无线技术的互通作业性问题以及额外的功率要求,还会使解决方案总成本居高不下。    

图2:CSR公司利用其BlueCoreHost软体将GPS技术整合进现有的RF平台,因而降低了成本和功率。

图2:CSR公司利用其BlueCoreHost软体将GPS技术整合进现有的RF平台,因而降低了成本和功率。

    手机中的GPS是消费者确实需要的功能。从这方面看,将GPS技术嵌入进手机中几乎是不可避免的趋势。

    消费者已经偏好于拥有车载GPS技术,现在他们希望能将GPS带着上街。产品设计师现在必须确保采取了正确的措施来应对GPS引起的设计挑战,并认真确保最终用户能从中受益。

    在设计手机时,透过从体积、性能和成本方面选择核心元件,被大众接受的定位服务将有很大的市场机会。

参与讨论
登录后参与讨论
yuannfdsm  2008-07-16 12:36:20 

确保最终用户能从中受益才是关键

tf393  2008-01-11 15:04:36 

有专业人员在20年前,就认识了GPS系统。其实,GPS除导航定位外,还有更重要的用途,即时间(频率)统一和同步的应用。 愿相互交流。

推荐文章
最近访客