GPS与蓝牙技术在手持设备中的应用现状

本文首先将简单介绍GPS与蓝牙的技术背景，然后阐述如何将GPS及蓝牙应用在手持设备中，并在技术层面上探讨如何克服来自尺寸大小，功耗及接收性能方面的挑战。

全球定位系统(GPS)系统是一个以空间为基准，利用无线电波与时间差来测量距离的系统，它能够提供精准的位置数据、速度及时间。GPS接收器端的工作流程是：找寻C/A码并锁定之、C/A码捕获、载波捕获、信息码位同步、数据框字节同步、搜寻并辨认其它未锁定的卫星、计算与各卫星之间的距离、解联立方程式得出位置信息。

而蓝牙利用GFSK技术将数据调制在2.4GHz频段上，功率小且所处理的数据频宽较窄，所以不需要大电流，也不需要运算能力非常强的处理器，非常适用于便携式应用。蓝牙的系统架构大致分为射频、基带处理器、中央处理单元及通讯协议。

GPS+蓝牙应用的挑战及解决方案

基本上，GPS+蓝牙的应用可分为两类：一是单独的GPS+蓝牙型产品，然后利用蓝牙把定位信息传送给主机设备，即具有蓝牙功能的PDA或手机；另一个应用是直接将GPS和蓝牙集成到手机或PDA中。前者主要适用于一般手持设备，如具有蓝牙的feature phone或PDA。然后可将GPS+蓝牙设备放置于接收环境较好的位置，此时蓝芽的作用就纯粹是cable replacement(如图二所示)。后者主要适用于较高端的智能电话，并可通过手机的通讯协议加载定位信息而具备A-GPS的功能(如图三)。

然而，手持设备中的GPS应用需要解决以下问题：首先最关键的问题就是接收灵敏度。一般的消费者在使用GPS时，多数会在市区内，甚至在建筑物内。这样的环境绝对是GPS的天敌，因为在这样的环境下，卫星传送下来的信号不仅会被衰减，也会产生多重反射干扰，甚至完全收不到任何信号。因此，可将GPS+蓝牙的单一产品放置在较容易接收到天空卫星信号的地方, 然后再通过蓝牙将定位数据发送给PDA或手机。或是直接将GPS+蓝牙集成进PDA/手机，而采用A-GPS的功能与移动通信网络相结合，利用其覆盖率甚高的基地台来传送卫星导航数据，使得即使GPS接收器在室内，仍然可以得到定位信息。目前RFMD公司所提供的RF8900就是这样的方案。

第二个需要注意的是功耗及产品的尺寸大小。在手持设备中，省电一直是个最重要的课题。而利用GPS+蓝牙架构，可以尽量将两个系统的资源加以整合。如目前在市场上各家GPS+蓝牙方案都必须使用两个CPU及各自的内存，而RFMD的RF8900通过工程技术上的集成，将GPS的运算处理交由蓝牙的CPU来执行，进而共享CPU及内存，来降低功耗及尺寸大小。

为克服上述挑战，可从封装上来提高集成度，图四就是利用MCM技术将GPS和蓝牙进行集成。再使用Host Base架构的GPS解决方案将GPS运算处理部份交由蓝牙上的CPU来执行。如此即可达到尺寸缩减、功耗减少、成本降低的需求，使其在手持设备中的应用成为可能。

GPS在手持设备中的应用前景

随着GPS应用的普及，GPS与移动通信的整合不可避免。除了市场趋势(移动通信的附加价值)的必然外，美国联邦通讯委员会(FCC)的E911规定也起了推动作用。E911规定：2005年底以前，95%以上的手机必须有定位功能，而且精确度要达到15米以内。在这样的规定下各手机厂商无不寻求GPS厂商的合作。

除了FCC的规范之外，许多电信业者也陆续推出Location Agent的加值服务，虽然这主要不是用在紧急救护的应用上，但其加值服务所创造的商机却不容忽视。因此这也是GPS和蓝牙厂商极欲分食的一块大饼。而使用手持设备与定位信息所衍生的应用相当多：简单的可提供所在地周边的信息，如加油站、停车场、餐饮等；复杂的还可应用位置信息来收取费用。

RFMD已经与手机大厂合作，提供最具有竞争力解决方案。随着消费电子的应用不断扩大，不少电子产品都在积极地规划整合GPS+蓝牙的导航功能，最普遍的如电子地图公司、汽车导航系统、手机、PDA、智能电话等。一旦GPS+蓝牙的导航功能搭配上适当的电子地图与规划完善的导航软件，GPS+蓝牙必将成为人人具备的生活必需品。

作者：王岳华

应用工程部经理

RF Micro Devices公司