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辅助全球定位系统(A-GPS)

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关键技术二、三:大量平行关联器和高敏感度

传统的GPS中,每个频道只有两到三个关联器。他们会搜索代码延迟空间直到可搜索到信号,然后用一组关联器追踪峰值的前端,和用另一组追踪峰值的后端,所以他们被称为"前后关联器"。

大量平行关联器是指,有足够数量的关联器同时在多个频道中,对所有的C/A代码延迟进行搜索。就硬件而言,这意味着有上万个关联器在运作。大量平行关联器的好处是,所有的代码延迟搜索都是平行运作,因此接收器可以用更长的时间来整合信号,即使没有精确对时也无所谓。所以现在接收器可以更快、更长、更高,也就是更高的灵敏度,这不限于我们在何种电信网络中执行A-GPS。在最初,我们认为室内GPS定位会受限于高灵敏度,但发觉使用体积更小、更便宜天线的实际成果却也不差。虽然小而便宜的天线会降低性能表现(我们稍后也会提到),但是它们已被配备在所有的智能型手机上,且被手机厂接受去执行有关A-GPS的功能。

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关键技术四:粗略时间导航

我们已经了解,A-GPS辅助不再受限于根据解码轨道数据(所以可以更快),并可以透过大量平行关联器使用粗略对时(所以可以更长的时间做信号整合及提高灵敏度)。然而,要测量精确初估的距离(pseudorange),并计算行进时间,还是需要花时间对卫星所传送的星期时间(Time of Week, TOW)译码,译码后来取得位置进一步可执行导航。粗略校时导航就是要解决一些卫星的TOW问题,而不是直接解码。其关键的技术是依靠在标准导航中的方程式中加入额外状态资料;并于著名的视线矩阵(line-of-sight matrix)中加入相对应的栏位来解决TOW问题。

这个技术的成果就是,你定位所需要的时间,会比解读卫星的星期时间(TOW)(例如一秒、两秒或三秒)还要更快;或是在卫星信号微弱状态下无法解读卫星的星期时间(TOW)时,仍然可以进行实际上的定位。因为你可以有更快的首次定位时间 (FF),无需频繁唤醒接收器来维持热启动状态,因此可延长电池寿命。

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。

来源:电子发烧友

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