2007年GPS手机市场不景气，设计服务公司是“祸首”

去年底，业界对于2007年GSP手机市场的表现寄予了极大的希望，然而时间过大半，GPS手机市场的表现并不如意，出货量大大低于人们的预期，有业内人士指出上半年GPS手机月出货量不过2万台。这里，对这种不景气现象需要负很大责任的可以说是那些GPS手机设计服务公司。

“在中国，功能手机（Feature Phone）的设计周期非常短，但这对于带GPS的功能手机是不可行的。为了追求快速上市，一些手机设计公司甚至仅用85天的设计周期就推出一部GPS功能手机，并且为了省成本，他们通常直接采用GPS芯片组来设计，这么短的设计周期对于采用GPS芯片组来说是绝对不够的。在欧洲，采用芯片组的GPS手机的设计周期通常是12-18个月，而模块解决方案也要3-4个月，因为GPS一种低噪射频技术，完全不同于以往手机厂商对射频技术的理解。”欧洲著名的GPS模块厂商Fastrax公司总裁兼CEO Taneli Tuurnala对《国际电子商情》记者说道，“因为这里头对EMI的控制和正确的天线设计是设计公司面临的最大挑战，他们经常采用一些应付传统射频信号的办法来应付GSP手机的EMI，这是一个大大的错误。最关键的问题是他们不知道GPS手机的EMI干扰主要来自于内部CPU总线和Memory总线的干扰，而不是外部干扰。前者的干扰可降低信号水平10-20dB，而外部其它无线电子系统干扰仅会使信噪比丢失2dB左右。”

Taneli Tuurnala继续指出：“这样的结果是导致上市的GPS手机性能大大下降，有些GPS手机的信号水平可能低至30dBHz，这是GPS能够解码来自卫星数据的极限信号水平，导致可用的卫星较少和信号噪声增大。用户对此的感受是启动时间(TTFF)很长，总体性能极差，如位置跳动或速度漂移，更坏的情况是根本无法定位。在建筑和高架路遮挡信号的城市地区，这个问题尤其严重。这些都大大地破坏了GPS手机的名声，导致中国市场推广出现障碍。而在全球市场，GPS终端的增长都非常迅速，每年平均增长30%以上。”

Tuurnala：“走GPS芯片组设计路线的公司，都是有能力去做模块的公司，比如TomTom和神达等，否则采用模块更方便与安全。”

他向《国际电子商情》详细解释道，GPS可以获得的最佳信号水平是55dBHz左右，糟糕的天线选择可以轻易地导致这个水平下降10dB。随着手持设备变得越来越小，特别是一些功能手机，这导致天线集成变得更加困难，因此设计公司通常会选择更小尺寸的天线。大多数常用的天线是GPS片状天线，因为它们相对容易调谐，性能较好。有关片状天线的经验是越大越好，不仅是指器件本身，还有器件下面的地平面。没有比70x70mm地平面上安装25x25mm的片状器件更好的了，但这显然不是便携式设备的可行选择，因此必须选择更小的天线。因此，不少设计公司选择在10x10mm地平面上安装10x10mm片状天线，这种天线虽然小巧便利，但总损耗将达10dB左右，从而使最大SNR降到只有40dBHz。

“设计公司犯的另一个错误是糟糕的EMI设计，这使得GPS信号水平再下降10-20dB。” Taneli Tuurnala指出。“一个令手机设计公司疑惑的问题的是，他们在测试EMI噪声时已低于任何EMC规范要求的指标，但此EMI仍足够干扰GPS信号。”他进一步解释，“为什么会这样呢？其实，这就是低噪信号工作的特点。因为EMI将增加GPS频率上的噪声电平，最终导致SNR降低。我要提醒大家的是，在GPS接收端根本无法减少EMI，必须在源头对EMI进行抑制。EMI进入接收器有两种方式，一种是传导(通过导线)，一种是幅射(通过天线)。辐射的EMI通常更糟。便携式设备中的幅射EMI一般在10-20dB之内，它将降低同样数值的信噪比。因此尽量减小EMI以保持良好的GPS性能至关重要。”

Tuurnala提示，在降低EMI上最常见的错误是设计师在PCB上分割地平面，使之变成一块模拟地，一块数字地，一块射频地等等。这是由于许多电子书藉如今仍在鼓励使用独立的地平面!“这完全是错误的。再也没有比所有电子器件共用一个地平面更好的了。如果分割地平面，根据射频对偶定理，地平面的开路处将作为小型天线幅射出噪声。”他特别强调。

他们犯的另一个大错误是电子器件没有屏蔽，这意味着器件本身将幅射噪声。“将所有电子器件置于射频屏蔽罩内可以很容易解决这个问题。”他说。此外，EMI还有一个潜在源是导线，例如扬声器和麦克风的导线，它们同样会象天线一样幅射EMI。好的建议是在这些导线上增加18pF的去耦电容。

最后他提示，对于中国市场，很多设计公司都是在功能手机上集成GPS功能，而在功能手机的私有操作系统上集成地图软件要比在基于开放式操作系统(如Windows Mobile, Symbian, Linux)的智能手机上集成地图软件遇到大得多的困难。他解释，虽然GPS接收器产生的NMEA数据占用主CPU非常小的资源，但测绘软件可能占用大量CPU资源包括路线计算和语音指南等功能。

“Fastrax可以帮助手机设计公司定位产生EMI的源头，并将它降低到接近零，并且，我们有专门的工程设计部门帮助手机厂商设计GPS天线，在减小天线尺寸的同时，仅将信号水平下降2dB。”Tuurnala向《国际电子商情》读者表示，Fastrax拥有测量设备，可以用于确定EMI的来源，然后提出矫正措施，这通常意味着需要重新设计PCB。因此，为了避免损失，我们希望客户在设计早期比如图纸阶段就与我们合作，而不是已生产出PCB后，再分阶段解决糟糕的HW/RF设计导致的EMI问题。

“作为Fastrax在中国的独家代理和技术支持，我们可以为中国的手机客户提供这方面的服务，比如将客户的图纸发到芬兰去测试EMI。”铭之光电子技术（香港）有限公司总经理杨军向《国际电子商情》表示。据杨军透露，Fastrax之前曾与三顾电子有代理协议，但是今年3月已中止合作，现在是铭之光独家代理。（这条消息未经三顾证实。）

Tuurnala表示，Fastrax在欧洲是最大的GPS模块厂商，他们的优势是不仅提供模块，而且具有GPS定位软件的原始算法，他们的IP向其它GPS芯片组厂商授权。 [!--empirenews.page--]

目前，Fastrax的模块有三个平台，分别基于SiRF、索尼和uNav的芯片组，除了SiRF是自己的IP外，后两者都是向它购买的IP。“我们还有一个优势是采用不同芯片组的模块管脚兼容，这样方便客户有更多的选择。”Tuurnala表示，同时，他们的模块具有很高的集成度，手机厂商可以省去外围的MCU和闪存的器件，为此节省的成本约为6-8美元。“我们刚刚推出了全球基于SiRF Star III芯片的最小模块iTrax320接收器，特别适合于对尺寸要求严格的功能手机。Fastrax能提供端到端设计能力，从天线-RF-接收器，至嵌入GPS软件再到SDK。”他比喻称：“我们的嵌入式GPS软件开发套件——iSute，未来可能成为于GPS导航市场的Windows操作系统。我们还拥有内部天线设计能力，包括一些专用天线设计，从环形天线(用于运动型手表)一直到螺旋天线(无线电探空仪应用)。”

Tuurnala对全球的GPS市场前景充满信心，特别是亚洲市场和欧洲市场。他分析说：“2005年以前是美国的GPS市场领先，但是那些系统主要是SOS应用，并不是导航应用，且高通的GPSone占了近90%的市场。未来全球GPS导航市场发展趋势有两个：一是手机的GPS发货量会超过PND设备；另一个是亚洲与欧洲市场的发展速度会超过美国。

“其实，目前中国大陆的GPS市场就像是两年前台湾GPS市场的重现。”杨军对《国际电子商情》记者说道。当时，台湾的很多设计公司都采用芯片组来设计手机，但后来遇到障碍都回归到模块方案。要知道，采用芯片组解决方案的测试也比较复杂。“我曾经与一些GPS手机的设计公司聊过，他们为了赶时间，连最起码的信噪比测试和云层测试都没有做，就推出GPS手机。并且，他们往往设计出一款GPS手机后，会照搬到另一款手机上，这是完全错误的。因为，如果采用GPS芯片组设计手机，每一款机型都必须重新设计GPS板，不能直接搬到另一个机型上。而模块就能解决很多这方面的敏感问题。”

最后，Tuurnala指出：“走GPS芯片组设计路线的公司，都是有能力去做模块的公司，比如TomTom和神达等，否则采用模块更方便与安全。”