基于Spreadtrum和SiRF的GSM+GPS模块设计

3．3 GPS数据输出频率控制

GPS数据输出，包括通过GSM／GPRS单元的串口输出、SMS输出和GPRS输出。使用AT命令"AT+GPSOUTFREQ=[NUM]"可改变输出频率。注：NUM的取值范围为1～65 535，单位为s。

4 GPS射频性能调试

LNA UPG8231调试中所使用的GPS信号是由Agilent E4438CESG矢量信号发生器和409GPS专用模块产生的。可以生成多达8个实时GPS卫星信号，并可使用预配置的情景文件(包括多普勒频移)对它们进行配置；或将之配置成与真正的卫星轨道保持同步，从而与卫星信号中包含的导航信息相一致。

GPS调试环境：用E4438C矢量信号发生器(E4438C配上选件409 GPS)产生模拟GPS信号送到GPS模块射频输入端，在PC端运行软件SiRFDemo 3．86，用频谱仪Agilent N8973A／N400A(Noise Source)测试噪声系数。

4．1 测试GPS射频指标

(1)系统噪声系数

SirfstarIII的整个接收回路(参考接收机设计)大约有3．O dB的系统噪声系数，如表1所列。 

式中F表示噪声系数，G表示增益。

(2)LNA的S参数

按原V1．0板的匹配情况，LNA在1 575．42 MHz的S参数(S11=一2．8，S21=13．4，S22=一5．6，S12=一30)性能比较差。经过仔细调试，得到了LNA的最终匹配电路，如图7所示。 

GSC3f／LP定位所需要GPS信号的C／N为28 dB以上。本模块在SiRFDem03．86软件上测试的性能为：当等效输入功率为一120 dBm时，C／N为49 dB，当输出功率为一136 dBm时，C／N为35 dB。Coretek自己做的另一款GPS模块用BGA615：一120 dBm时C／N为47 dB，一136dBm时C／N为32 dB，NF为2．8 dB。

最终LNA在1 575．42 MHz时的S参数为：Sll=一14．6 dB，S21=16．7 dB，S22=一6．O dB，S12=一37．2dB NF=2．2 dB o如果考虑焊接到PCB上LNA的输入和输出端的那两条射频小线Cable Loss无法补偿掉，LNA的增益在19 dB左右，LNA的真实NF应该在1．4 dB左右。

表2是对NEC的评估板实测情况(仪器为AgilentN8973A／N400A)： 

由于焊接到电路板上LNA的输入和输出端的射频线的插入损耗无法精确估计，从而带来一些测量误差。考虑到这些测量误差的影响，我们认为设计取得了理想的效果，是比较成功的。

(3)首次定位时间TTFF

TTFF如表3所列。 

5 系统设计中的缺陷

原因：设计中由于把GPS_TXDl直接连接到GSM_RXD2。没有考虑到不同的基带芯片之间存在的I／O电平的差异，导致系统运行时存在潜在的不稳定因素。笔者在hyperlynxV7．7中用LineSim仿真也预见了这种危险。

问题一：当GSM VBAT为O V时，测量GPS_TXD0的输出(在示波器上观察)，同时在串口上测量，发现刚复位时有输出波形，过几十秒后串口无输出。

查询GSM基带芯片手册可知，如表4所列，Pin M5在GSM复位时为高电平。在刚加电时其状态不稳造成GPS串口无输出。 

问题二：刚上电时GPS串口无输出，按GPS复位键后有输出。

GSM复位信号的上升时间为800μs，幅度为4．09V；GPS复位信号的上升时间为1．44 ms，幅度为1．8 V。对刚上电GPS无输出这种情况，初步认为是GPS电源部分的上电时序的问题，导致GPS复位不充分(即系统设计中没有复位GPS用的Flash)。