多模設計實現(xiàn)兼容 定位芯片產(chǎn)業(yè)化進程加快

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)不僅僅是系統(tǒng)上的競爭，更是應用與服務市場的競爭。北斗系統(tǒng)除了要在技術上要有明顯的突破和創(chuàng)新的同時，一定要在產(chǎn)業(yè)應用與服務發(fā)展整體策略上有所創(chuàng)新。

    近日，中國第四顆北斗二代導航衛(wèi)星送入太空預定軌道，標志著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)組網(wǎng)建設又邁出重要一步。這被國外媒體解讀為中國導航系統(tǒng)對伽利略系統(tǒng)的完勝、對美國GPS的挑戰(zhàn)。目前我國北斗二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)正按照“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步推進，到2012年將覆蓋亞太區(qū)域，到2020年將覆蓋全球。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)研制正處于第二步的關鍵階段，正在向第三步邁進,我國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)將迎來新的曙光。

    傳承中有突破

    目前在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中，有美國的GPS系統(tǒng)、歐盟的伽利略系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)和中國北斗二代系統(tǒng)等。衛(wèi)星導航定位服務面臨巨大的發(fā)展機遇和空間，是航天大國爭相發(fā)展的空間應用領域。為提高導航定位精度和抗干擾能力，美國正在致力于發(fā)展新一代的GPS，俄羅斯也在更新格洛納斯系統(tǒng)，歐盟也在升級伽利略導航定位系統(tǒng)，我國北斗二代系統(tǒng)加快組網(wǎng)是必然選擇。

    我國北斗二代導航衛(wèi)星是建立在北斗一代區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)基礎上的。中國在2000年和2003年先后發(fā)射了3顆“北斗”靜止軌道試驗導航衛(wèi)星，組成了北斗一代區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備在中國及其周邊地區(qū)范圍內(nèi)的定位、授時、報文和GPS功能，已成功應用于測繪、電信、漁業(yè)、國家安全等領域，產(chǎn)生了諸多顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。而中國即將建立的北斗二代系統(tǒng)主要提供定位功能，其無論是導航方式還是覆蓋范圍上和其他全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)非常類似。在未來的若干年內(nèi)，北斗二代系統(tǒng)與包括GPS、格洛納斯和伽利略在內(nèi)的其他GNSS系統(tǒng)構成既競爭又互補的局面。

    “在設計上，北斗二代射頻芯片設計要北斗一代芯片要簡單一些，因為北斗一代終端需要收發(fā)功能，而北斗二代終端只需定位功能即可。”北京廣嘉創(chuàng)業(yè)電子技術有限公司銷售經(jīng)理陳槐接受《中國電子報》記者專訪時指出，“北斗二代終端如果只提供定位功能，就不需要功放；如其需要支持通信、授時等功能，則加上北斗一代功放即可。”西安華訊微電子有限公司董事長周文益告訴《中國電子報》記者，北斗二代與一代從頻點到衛(wèi)星定位方式都不一樣，如果要將北斗一代和二代集成到一起，那么射頻芯片必須是兩路，且有發(fā)射功能，基帶的設計在算法和架構上都要改動很大。

    芯片產(chǎn)業(yè)化進程加快

    目前在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中使用范圍最廣的就是美國的GPS。GPS經(jīng)過多年的發(fā)展，其產(chǎn)業(yè)鏈已然完備。在芯片領域，有實力強勁的SiRF(已被CSR收購)、高通、英飛凌、索尼、意法半導體、Trimble(已被博通收購)等；在GPS模塊領域，有Trimble、摩托羅拉、Rockwell、Garmin等；而終端廠家商更是擁躉無數(shù)。北斗二代系統(tǒng)作為“后起之秀”，產(chǎn)業(yè)化進程還需著力推進。

    目前國內(nèi)有幾家企業(yè)已涉足北斗二代射頻芯片的研發(fā)，如北京廣嘉、西安華訊等，北斗二代基帶芯片參與者眾多，包括上海復控華龍、和芯星通、北京星橋通、泰斗以及西安華訊等等。陳槐表示，廣嘉北斗一代模塊的出貨量一年在幾千套左右，北斗二代射頻芯片已開發(fā)出來。

    周文益表示，華訊開發(fā)的北斗二代射頻芯片已經(jīng)基本成熟，基帶方面已經(jīng)調(diào)試成功，芯片今年即可完成。

    “北斗終端在天線、芯片和模塊方面在明年底之前會比較成熟，其產(chǎn)業(yè)化進程取決于衛(wèi)星組網(wǎng)是否完備、國家的政策支持是否到位、大規(guī)模市場是否同步起來。”周文益指出，“北斗系統(tǒng)由于受到GPS低價格、高性能的影響，其應用首先會從行業(yè)市場、關系國家安全的市場得到普及，在大眾化市場應用需要解決兼容系統(tǒng)低成本、低功耗、高性能的一系列問題，解決這些問題需要同時從技術的角度、市場的要求出發(fā)。”

    中國全球定位系統(tǒng)技術應用協(xié)會咨詢中心主任曹沖指出，這不僅僅是系統(tǒng)上的競爭，更是應用與服務市場的競爭。北斗系統(tǒng)除了要在技術上要有明顯的突破和創(chuàng)新的同時，一定要在產(chǎn)業(yè)應用與服務發(fā)展整體策略上有所創(chuàng)新。

    北斗二代終端在硬件方面已然起步，電子地圖業(yè)如何跟進？電子地圖北京超圖軟件股份有限公司導航軟件事業(yè)部銷售總監(jiān)曹宇提到，對于產(chǎn)業(yè)鏈上游的軟件、數(shù)據(jù)廠商來說，應用哪個導航系統(tǒng)都影響不大。在軟件層面，北斗一代和二代基本沒有什么區(qū)別，主要是在協(xié)議接口方面做些調(diào)整。如果北斗二代民用電子地圖的標準出來后，軟件廠商只需要幾個月的時間就能做出適用于新標準地圖的軟件。

    而發(fā)展北斗二代終端不需“白手起家”，與北斗一代結(jié)合拓展應用空間、提供增值服務等都是對策。北京北斗星通導航技術股份有限公司董事、海南北斗星通信息服務有限公司董事長趙耀升表示，北斗星通就是通過提供產(chǎn)品、開發(fā)系統(tǒng)應用、提供運營服務的綜合優(yōu)勢來推動北斗系統(tǒng)在多個領域的應用，促進產(chǎn)業(yè)化。另外，借用GPS發(fā)展起來的經(jīng)驗、技術和渠道更可“借力使力”。周文益表示，未來華訊推進產(chǎn)業(yè)化的思路是先是行業(yè)和涉及國家安全應用，在大眾化應用方面將借助于目前GPS的渠道來推進。

    多模設計實現(xiàn)兼容

    目前中國已明確了在對于涉及國家經(jīng)濟、公共安全的重要行業(yè)領域，必須逐步過渡到采用北斗衛(wèi)星導航兼容其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)的服務體制。趙耀升在接受《中國電子報》記者專訪時表示，這是出于政治、安全的因素，因多系統(tǒng)的保障能力更強。在兼容其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)時，技術上不存在太大的問題，主要是進行GPS和北斗基帶芯片、射頻芯片的集成，通過芯片化將復雜的器件和軟件集成，國內(nèi)不少企業(yè)和研究院所已在開展此方面的研究和開發(fā)。但目前北斗衛(wèi)星組網(wǎng)還沒有完成，系統(tǒng)體制還沒有發(fā)展起來，只有到北斗衛(wèi)星組網(wǎng)成功，應用發(fā)展起來了，實現(xiàn)廣泛的兼容性才具現(xiàn)實性。

    周文益表示，國外的系統(tǒng)在涉及國家安全因素時都是不可靠的，兼容是一大趨勢。而兼容其他衛(wèi)星體系，第一需要從衛(wèi)星的頻點和數(shù)據(jù)碼開始，做到可以互操作；第二就是從接收機的角度出發(fā)，從天線、射頻芯片、基帶芯片的設計都要做到兼容。比如，射頻芯片如果要兼容GPS和北斗二代，在一個芯片中，就需要幾個通道并行接收；而基帶芯片要做到兼容其工作量更大，從設計架構、算法、CPU選擇、聯(lián)合解算等都要改變。陳槐表示，在進行雙模式多模設計時，還要解決頻點相互干擾的問題，這一問題可通過分腔屏蔽和增加濾波器來解決，廣嘉在設計時同時采用這兩個方案?？上驳氖?，泰斗公司前不久展示了其導騰2號北斗/GPS組合導航數(shù)字基帶芯片TD1002，實現(xiàn)了北斗和GPS雙重導航系統(tǒng)的自動識別和切換。

   中國經(jīng)濟處于重構時期，從長遠來看，還是技術和國家實力在決定太空中的話語權。北斗二代的后發(fā)優(yōu)勢可以使它超越一些GPS經(jīng)歷的階段，但這還需要更多的成長時間。

   相關鏈接

    中國全球定位系統(tǒng)技術應用協(xié)會咨詢中心主任曹沖

    全面推進大眾化、專業(yè)型和安全性市場

    我國北斗二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設，目前正在緊鑼密鼓地進行，今年已經(jīng)發(fā)射了兩個新的衛(wèi)星，今后兩年是北斗二代形成區(qū)域服務能力的衛(wèi)星密集發(fā)射期，屆時將形成北斗區(qū)域覆蓋系統(tǒng)，這為中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的大好機遇。

    北斗系統(tǒng)建設要注重以下幾個方面的工作：一是在接收機芯片和模塊與終端方面，要突破北斗與GPS兼容機技術，實現(xiàn)從批量到規(guī)模、直到大規(guī)模生產(chǎn)和銷售的發(fā)展之路，全面推進大眾化、專業(yè)型和安全性三大市場；二是要廣泛推進與通信系統(tǒng)、因特網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)和其他相關系統(tǒng)的融合和集成，形成多種多樣的衛(wèi)星導航新應用、新服務、新系統(tǒng)，以推動北斗二代衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展；三是充分利用衛(wèi)星導航的技術特點，大力促進經(jīng)濟結(jié)構的轉(zhuǎn)型，改進生產(chǎn)增長的方式，推進高端制造業(yè)、現(xiàn)代服務業(yè)、先進軟件業(yè)的綜合數(shù)據(jù)業(yè)的快速發(fā)展，推進衛(wèi)星導航這一低碳經(jīng)濟和綠色產(chǎn)業(yè)的跨越式可持續(xù)發(fā)展。四是要真正利用好北斗系統(tǒng)建設的大好時機，結(jié)合系統(tǒng)的特點和我國實際以及具有強大的潛在市場的巨大優(yōu)勢，實現(xiàn)“用、產(chǎn)、學、研、管”相結(jié)合，大力推進科技成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，在3年至5年內(nèi)實現(xiàn)從導航應用大國向?qū)Ш綉脧妵霓D(zhuǎn)變。

    北京北斗星通導航技術股份有限公司董事、海南北斗星通信息服務有限公司董事長趙耀升

    北斗終端產(chǎn)業(yè)化存在五大問題

    北斗終端產(chǎn)業(yè)化存在的問題在于：一是北斗一代系統(tǒng)還是區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，而美國的GPS等是覆蓋全球的衛(wèi)星系統(tǒng)。二是北斗一代系統(tǒng)的技術體制在定位精度、定位頻度等方面與GPS系統(tǒng)相比還有差距。但北斗系統(tǒng)本身具有通信功能，集定位通信于一體，這方面要比GPS系統(tǒng)強，有GPS所沒有的服務空間。三是北斗一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)是試驗試用系統(tǒng)，其應用開發(fā)還不夠，用戶量遠遠小于GPS系統(tǒng)。四是北斗一代系統(tǒng)的用戶終端需要有接收和發(fā)射兩種功能，而且產(chǎn)量小，導致其成本較高。五是在芯片化方面才剛剛起步，比GPS還相差很遠。

    北斗二代已進入衛(wèi)星組網(wǎng)階段，北斗終端功能也將進行拓展，不僅具有GPS的類似功能，還將保留北斗一代特有的通信功能，將為用戶提供更好的服務。

    北斗星通公司是首批獲得授權的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)分理服務單位，是業(yè)內(nèi)首家上市公司。經(jīng)過10年的努力，北斗星通已形成了自己的業(yè)務模式——產(chǎn)品+系統(tǒng)應用+運營服務。在影響產(chǎn)業(yè)化應用的關鍵技術產(chǎn)品方面，公司還投資成立了和芯星通公司，正在全力研發(fā)以北斗為核心的GNSS芯片和板卡。

    西安華訊微電子有限公司董事長周文益

    指標參數(shù)需要進一步提高

    北斗系統(tǒng)要求終端一般都要兼容GPS與北斗系統(tǒng)，對芯片的指標參數(shù)要求需要與GPS國際水平持平，在成本、功耗上要嚴加控制。

    目前國內(nèi)在北斗方面的研發(fā)確實比較活躍，也有不少進展，但指標參數(shù)需要進一步提高，且芯片要真正做到產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，不是一件容易的事，其中還有很多事情要做。國內(nèi)的GPS企業(yè)可以充分利用現(xiàn)有的技術基礎、人才基礎、市場渠道和合作模式，來為北斗系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化服務。

    建設北斗系統(tǒng)可以從GPS借鑒很多經(jīng)驗：一是衛(wèi)星的設計和地面站設計，可以參考GPS的方式，北斗一代到二代的轉(zhuǎn)變實際上就是這一思路的體現(xiàn)；二是接收機的設計，無論是在芯片還是整機設計方面都可以借鑒GPS的技術積累，從而來縮短研發(fā)周期、減少投入。

    華訊在GPS芯片開發(fā)方面已經(jīng)很成熟，性能指標都很不錯，目前的出貨量和訂單已經(jīng)達到幾百萬片。

    北京廣嘉創(chuàng)業(yè)電子技術有限公司銷售經(jīng)理陳槐

    終端多樣化帶動規(guī)模應用

    廣嘉電子主要致力于北斗射頻芯片和模塊的開發(fā)，北斗一代和北斗二代射頻芯片與模塊都在開發(fā)。因為北斗一代衛(wèi)星有容量限制，目前廣嘉電子北斗一代模塊一年的出貨量在幾千套左右，主要應用于海洋、漁業(yè)、地質(zhì)監(jiān)測、水文、森林等領域。而北斗二代的射頻芯片已經(jīng)研發(fā)出來，但由于北斗二代組網(wǎng)還需要一個過程，目前出貨量不大。

    在芯片級方面，北斗一代收發(fā)射頻芯片集成了接收通道和發(fā)射通道，并集成了接收發(fā)射頻率綜合器，通過片外少許的元件即可實現(xiàn)北斗一代射頻信號的接收和發(fā)射。在模塊級方面，北斗一代收發(fā)射頻模塊(三合一)包含收發(fā)通道、低噪放和高功放等功能塊，實現(xiàn)了射頻端全集成，這一模塊成本在兩三千元左右。而北斗收發(fā)一體化四合一解決方案成本約在四五千元左右。

    從各個角度來看，北斗一代終端提供授時功能是大勢所趨，且用量非常大。隨著北斗二代衛(wèi)星進入組網(wǎng)高峰期，北斗二代終端也將逐步發(fā)展起來。北斗終端要進一步推進產(chǎn)業(yè)化，一是需要國家投入，二是衛(wèi)星組網(wǎng)達到一定要求，三是終端多樣化，這樣才能帶動規(guī)模應用。GPS發(fā)展多年的經(jīng)驗表明，GPS是依靠民用市場發(fā)展起來的，可借鑒GPS在民用領域發(fā)展起來的經(jīng)驗。

    北京超圖軟件導航軟件事業(yè)部銷售總監(jiān)曹宇、應用研發(fā)部副經(jīng)理李小文

    電子地圖將與北斗終端更好結(jié)合

    目前，只是北斗系統(tǒng)民用處于早期階段。北斗系統(tǒng)的精度不夠、硬件體積較大、民用的方向也不明確、在民用方面與GPS相比沒有太多優(yōu)勢，我們會跟進，但還要看市場能否發(fā)展起來。

    民用領域的電子地圖可分為地理信息地圖和導航電子地圖，后者比前者精度更高、信息更大，后者的信息需要電子地圖廠商來采集。目前，我們正在跟進北斗軍方領域的一些項目，如果民用市場起來后，依靠我們現(xiàn)有的經(jīng)驗，會有利于民用市場的開拓。但是對于軟件和電子地圖企業(yè)來說，北斗的民用市場對我們的影響不大，變量主要體現(xiàn)在軍方市場。

    在導航產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈中，軟件大概只有1%的份額，地圖大概占4%-5%的份額。

    在軍方市場，北斗用戶機等軍方終端對軟件嘗試提供了更廣闊的發(fā)展平臺。

     在民用市場，當市場起來的時候，我們國內(nèi)的軟件能夠更好地與北斗終端相結(jié)合。因為北斗終端生產(chǎn)出來后，首先肯定會綁定一部分軟件來銷售，北斗終端可以和我們現(xiàn)有的軟件完美結(jié)合，因國外軟件成本較高；其次國外軟件使用英文操作系統(tǒng)；再次是國外軟件廠商遠程維護的力度不夠。而終端廠商買軟件不只看重功能，還看重能否提供服務；最后，國內(nèi)軟件都享有自主知識產(chǎn)權。

    易圖通科技(北京)有限公司媒介經(jīng)理劉永

    北斗民用電子地圖應加快商用

    由于國內(nèi)導航定位產(chǎn)業(yè)起步較晚，目前國內(nèi)民用導航市場還大都使用美國GPS系統(tǒng)提供的衛(wèi)星信號。易圖通是國內(nèi)最早從事導航電子地圖研發(fā)和生產(chǎn)的公司，目前公司已經(jīng)在國內(nèi)首家實現(xiàn)將KIWI和GDF兩種數(shù)據(jù)規(guī)格統(tǒng)一到一條生產(chǎn)線上來生產(chǎn)，在提高生產(chǎn)效率的同時也大大提升了數(shù)據(jù)的兼容性。

    基于北斗衛(wèi)星的民用電子地圖產(chǎn)品在商用的過程中還有以下問題：一是電子地圖市場不規(guī)范和統(tǒng)一。目前國內(nèi)地圖企業(yè)各自為戰(zhàn)、標準各異，流通性和兼容性都存在問題，另外也造成了資源的極大浪費。二是國家對電子地圖市場管理政策要適度。應簡化各類流程，放寬對地圖審圖的限制，加強電子地圖公司的自我審查能力，對導航地圖采取類似于網(wǎng)絡地圖的審查辦法，縮短地圖從生產(chǎn)到市場的時間。三是以定位應用為內(nèi)容的行業(yè)應用不可避免地需要傳輸經(jīng)緯度，國家測繪局應當開放服務器端的解密插件申請，可以采取必要的措施對服務器端的解密插件的合法使用進行強制的監(jiān)督檢查。四是利用政策傾斜支持，鼓勵中國電子地圖廠商進入國際地圖領域，形成全球化地圖加工中心。五是抓住CPND帶來的盜版轉(zhuǎn)正版的契機，加大打擊盜版的力度，強制要求產(chǎn)品外包裝標明正版地圖來源。