輔助全球定位系統(A-GPS)革命及其消費市場

　　摘要：目前，7種關鍵技術使GPS進入世界各地的手機，本文詳述了這些技術的進入過程以及對未來10年有什么影響。

　　關鍵詞：GPS;A-GPS;智能手機;Broadcom

　　十年前的E911法案啟動了消費型GPS第一個成功的里程碑，自此以后，GPS接收器的靈敏度進步了幾乎千倍以上，超過九成(五億支) 以上的手機已搭配GPS 功能并以主機式GPS(Host-based GPS)為標準。聯邦傳播委員會(FCC)及美國國會在1999年通過了E911法案，此法案規定當手機使用者撥打911緊急電話時，手機可自動提供通話位置信息。原本，輔助定位系統(A-GPS)只用于移動電話網絡與GPS時間同步的時間校對，且主要是用在CDMA的電信網絡。而全球最大的電信網絡GSM和3G并不與GPS時間同步。所以在早期，一般認為非GPS技術(如現在已被淘汰的增強觀測時差E-OTD等技術)會在E911法案中勝出的。然而，正如我們現在所知道的，GPS和全球導航衛星系統(GNSS)成了手機定位系統的大贏家。E911法案是GPS在美國發展的主要動力，并且間接促進了全球GPS的發展。這要歸功于以下我所要談論的七項關鍵技術，它們使GPS技術在過去多年來逐漸成熟。

　　關鍵技術一：輔助定位系統(A-GPS)

　　關于A-GPS有三件值得記住的事：“更快、更長、更高”。透過奧林匹克運動會的名言“更快、更強、更高”，你就可以記得住了。

　　A-GPS最顯著的特征，是它使用衛星軌道資料傳送替代了原有基站傳送相同(或等量)的軌道數據，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GPS衛星信號。而輔助數據縮減了搜索范圍，讓裝置可以用更長的時間來做信號整合，換句話說，就是敏感度更高了 (見圖1)。就是我們說的更長，更高。

　　現在，我們更進一步來看看代碼/頻率搜索，并介紹精確校時、粗略校時以及大規模平行關聯器等概念。任何輔助數據都可以減少頻率搜索次數，頻率搜索的概念就是如同你轉動車上的收音機旋鈕，尋找電臺位置。只不過由于衛星移動，會產生不同的GPS頻率，也就是多普勒效應。如果你可以預先知道衛星是如何設置的，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 代碼的重復周期是1ms，所以如果可以在獲得衛星信號之前，就知道比1ms更精確的GPS時間，便可以縮小代碼延遲搜索區域，這就是我們所說的“精確校時”。

　　CDMA通信網絡是和GPS的時間同步，而最普遍的通信網絡(GSM及目前的3G)則不然。后者與GPS時間有±2秒的誤差，我們稱之為粗略校時。在最初，只有精確校時的網絡可以應用A-GPS，但后來局勢改觀是因為我們有了關鍵技術二、關鍵技術三，那就是大量平行關聯器和高靈敏度。