原创 GPS产品性能探讨

“GPS手机设计的确非常复杂，因为GPS的信号太弱了，几乎和噪声一样”，我完全同意美商瑟孚科技(SiRF)服务有限公司北京代表处技术业务经理赵斌对GPS手机设计的分析与看法。
　　GPS信号太弱了，通常在使用高性能天线，假设没有EMI干扰，而且在天气与周围环境条件比较好的理想情况下GPS系统最好只能达到50~55dBHz信噪比，而一般不恰当PCBA电路设计所造成的EMI会吃掉15~20dBHz，再加上其它的干扰，结果手机可实现的信噪比不足40dBHz，通常是30dBHz左右，而合格的GPS产品检测标准是45±3dBHz合格，也就是说信噪比低于42dBHz属于不合格产品。
　　近来拜访了一些国内的公司，关于手机，PDA，车载的工厂，以及设计能力较强的设计公司及应用处理器（AP）公司，就如安凯技术公司总裁兼CEO胡胜发所讲：“GPS手机需要在较小面积PCB板上，把GSM通讯射频芯片、蓝牙射频芯片、GPS射频芯片以及相关的基带芯片、应用处理器芯片放在一起，相互之间的干扰需要采取很多措施才能避免。”但国内很多工厂，设计公司及AP公司，大多接触GPS不多，像胡总与赵经理认识这么深的也不多。他们大多只关注几个问题，用谁的芯片，GPS功能是否可实现，价格如何，认为GPS模块不就是硬件串口吗，很简单的，两天就可以调试OK的，这是国内很多公司，特别是手机设计公司，对此不以为然。可是当我问到：“你们设计的产品，EMI可以达到多少？系统信噪比可达到多少？”几乎没有一家公司正面回答的，也许他们还没有注意到此事。其实正是由于GPS信号很弱，信噪比与EMI控制正是要花大力气要解决的问题，却没有得到足够的重视，于是出现模块厂与设计公司的纠纷自然不可避免的。
　　“设计GPS手机的时候，GPS部分如何设计是首先需要考虑的，元器件的摆放、走线、天线的选择都是非常重要的方面”，这是美商瑟孚科技(SiRF)技术业务经理赵斌的观点。“直接采用GPS芯片设计比较复杂。”很多客户认为，用芯片先设计成功一款GPS电路，以后各种机型直接套用这款电路就行了。实际上，这时客户犯了一个概念上的错误。EMI不是局部电路的概念，而是整个产品系统性能的概念，不仅与GPS局部电路相关，还与整个系统电路设计，布线，MCU主频，天线，材质，形状，甚至与外壳与PCB的外观设计都有关系。这就意味着每设计一款产品，EMI的处理方法以及天线匹配电路都可能完全不同，而不是一劳永逸地使用同一款GPS电路，这正是GPS开发比其它产品设计更加困难与耗时的原因。通常国外大手机厂会花9-18个月的时间来解决一款手机的这类问题，而国内手机公司从立项到产品上市平均只有85天的时间，出现GPS性能问题是不足为奇了。最好的解决办法是找一家在EMI和天线设计方面有强大技术支持能力的GPS模块厂，既能缩短上市时间，又能保证产品性能。芯片方案也是一种趋势，但需要大量精力投入与较高的GPS技术研发水平和经验积累。三年前很多台湾公司就开始尝试芯片方案，可是现在很多都转回模块方案，就很能说明GPS的设计的确不是一件很容易的事。
　　如何选一家好的模块供应公司呢？市场上林林总总，如何去选呢？如果选一家GPS技术实力不太强的公司，很可能就会经常发生如上的争论。GPS设计是一个系统性的问题，如果能做到从天线选择开始，PCB设计布线，PCBA板的测试，及EMI问题排除与解决，就需要在这个行业中有足够的经验与相关的GPS专业技术力量。
　　芬兰Fastrax就是一家可以提供系统工程服务公司，从天线的设计评估，PCB Layout设计建议，PCBA的EMI检测及EMI问题解决。Fastrax在全球己经有许多成功的案例，如：GE与IBM合作的全球最大GPS集装箱货物追踪项目，NOKIA手机，SUUNTO运动手表等，都得到了Fastrax良好的服务。
　　铭之光公司做为Fastrax在中国大陆与香港地区的代理，愿意给贵公司进行GPS设计提供一些支持与帮助。谢谢！