多模設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)兼容 定位芯片產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(yīng)用與服務(wù)市場的競爭。北斗系統(tǒng)除了要在技術(shù)上要有明顯的突破和創(chuàng)新的同時(shí)，一定要在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用與服務(wù)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(dǎo)航衛(wèi)星送入太空預(yù)定軌道，標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)建設(shè)又邁出重要一步。這被國外媒體解讀為中國導(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng)正按照“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步推進(jìn)，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(dǎo)航系統(tǒng)研制正處于第二步的關(guān)鍵階段，正在向第三步邁進(jìn),我國衛(wèi)星導(dǎo)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(dǎo)航定位服務(wù)面臨巨大的發(fā)展機(jī)遇和空間，是航天大國爭相發(fā)展的空間應(yīng)用領(lǐng)域。為提高導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)航衛(wèi)星是建立在北斗一代區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)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(yàn)導(dǎo)航衛(wèi)星，組成了北斗一代區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)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(shí)、報(bào)文和GPS功能，已成功應(yīng)用于測繪、電信、漁業(yè)、國家安全等領(lǐng)域，產(chǎn)生了諸多顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)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(dǎo)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(gòu)成既競爭又互補(bǔ)的局面。

    “在設(shè)計(jì)上，北斗二代射頻芯片設(shè)計(jì)要北斗一代芯片要簡單一些，因?yàn)楸倍芬淮K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(shù)有限公司銷售經(jīng)理陳槐接受《中國電子報(bào)》記者專訪時(shí)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(shí)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(bào)》記者，北斗二代與一代從頻點(diǎn)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(shè)計(jì)在算法和架構(gòu)上都要改動(dòng)很大。

    芯片產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(lǐng)域，有實(shí)力強(qiáng)勁的SiRF(已被CSR收購)、高通、英飛凌、索尼、意法半導(dǎo)體、Trimble(已被博通收購)等；在GPS模塊領(lǐng)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(jìn)程還需著力推進(jìn)。

    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(fù)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(huì)比較成熟，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(jià)格、高性能的影響，其應(yīng)用首先會(huì)從行業(yè)市場、關(guān)系國家安全的市場得到普及，在大眾化市場應(yīng)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(shí)從技術(shù)的角度、市場的要求出發(fā)。”

    中國全球定位系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)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(yīng)用與服務(wù)市場的競爭。北斗系統(tǒng)除了要在技術(shù)上要有明顯的突破和創(chuàng)新的同時(shí)，一定要在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用與服務(wù)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(jìn)？電子地圖北京超圖軟件股份有限公司導(dǎo)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(yīng)用哪個(gè)導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)出來后，軟件廠商只需要幾個(gè)月的時(shí)間就能做出適用于新標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用空間、提供增值服務(wù)等都是對策。北京北斗星通導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司董事、海南北斗星通信息服務(wù)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(yīng)用、提供運(yùn)營服務(wù)的綜合優(yōu)勢來推動(dòng)北斗系統(tǒng)在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。另外，借用GPS發(fā)展起來的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和渠道更可“借力使力”。周文益表示，未來華訊推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的思路是先是行業(yè)和涉及國家安全應(yīng)用，在大眾化應(yīng)用方面將借助于目前GPS的渠道來推進(jìn)。

    多模設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)兼容

    目前中國已明確了在對于涉及國家經(jīng)濟(jì)、公共安全的重要行業(yè)領(lǐng)域，必須逐步過渡到采用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)體制。趙耀升在接受《中國電子報(bào)》記者專訪時(shí)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(qiáng)。在兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)，技術(shù)上不存在太大的問題，主要是進(jìn)行GPS和北斗基帶芯片、射頻芯片的集成，通過芯片化將復(fù)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(yīng)用發(fā)展起來了，實(shí)現(xiàn)廣泛的兼容性才具現(xiàn)實(shí)性。

    周文益表示，國外的系統(tǒng)在涉及國家安全因素時(shí)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(diǎn)和數(shù)據(jù)碼開始，做到可以互操作；第二就是從接收機(jī)的角度出發(fā)，從天線、射頻芯片、基帶芯片的設(shè)計(jì)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(gè)芯片中，就需要幾個(gè)通道并行接收；而基帶芯片要做到兼容其工作量更大，從設(shè)計(jì)架構(gòu)、算法、CPU選擇、聯(lián)合解算等都要改變。陳槐表示，在進(jìn)行雙模式多模設(shè)計(jì)時(shí)，還要解決頻點(diǎn)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(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)采用這兩個(gè)方案?？上驳氖牵┒饭厩安痪谜故玖似鋵?dǎo)騰2號(hào)北斗/GPS組合導(dǎo)航數(shù)字基帶芯片TD1002，實(shí)現(xiàn)了北斗和GPS雙重導(dǎo)航系統(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別和切換。

   中國經(jīng)濟(jì)處于重構(gòu)時(shí)期，從長遠(yuǎn)來看，還是技術(shù)和國家實(shí)力在決定太空中的話語權(quán)。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(shí)間。

   相關(guān)鏈接

    中國全球定位系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)咨詢中心主任曹沖

    全面推進(jìn)大眾化、專業(yè)型和安全性市場

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

    北斗系統(tǒng)建設(shè)要注重以下幾個(gè)方面的工作：一是在接收機(jī)芯片和模塊與終端方面，要突破北斗與GPS兼容機(jī)技術(shù)，實(shí)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(jìn)大眾化、專業(yè)型和安全性三大市場；二是要廣泛推進(jìn)與通信系統(tǒng)、因特網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)和其他相關(guān)系統(tǒng)的融合和集成，形成多種多樣的衛(wèi)星導(dǎo)航新應(yīng)用、新服務(wù)、新系統(tǒng)，以推動(dòng)北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展；三是充分利用衛(wèi)星導(dǎo)航的技術(shù)特點(diǎn)，大力促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，改進(jìn)生產(chǎn)增長的方式，推進(jìn)高端制造業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)、先進(jìn)軟件業(yè)的綜合數(shù)據(jù)業(yè)的快速發(fā)展，推進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航這一低碳經(jīng)濟(jì)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(shè)的大好時(shí)機(jī)，結(jié)合系統(tǒng)的特點(diǎn)和我國實(shí)際以及具有強(qiáng)大的潛在市場的巨大優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)“用、產(chǎn)、學(xué)、研、管”相結(jié)合，大力推進(jìn)科技成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，在3年至5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)從導(dǎo)航應(yīng)用大國向?qū)Ш綉?yīng)用強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。

    北京北斗星通導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司董事、海南北斗星通信息服務(wù)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(shù)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(qiáng)，有GPS所沒有的服務(wù)空間。三是北斗一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是試驗(yàn)試用系統(tǒng)，其應(yīng)用開發(fā)還不夠，用戶量遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(dǎo)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(yuǎn)。

    北斗二代已進(jìn)入衛(wèi)星組網(wǎng)階段，北斗終端功能也將進(jìn)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(wù)。

    北斗星通公司是首批獲得授權(quán)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)分理服務(wù)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(wù)模式——產(chǎn)品+系統(tǒng)應(yīng)用+運(yùn)營服務(wù)。在影響產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)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(biāo)參數(shù)需要進(jìn)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(biāo)參數(shù)要求需要與GPS國際水平持平，在成本、功耗上要嚴(yán)加控制。

    目前國內(nèi)在北斗方面的研發(fā)確實(shí)比較活躍，也有不少進(jìn)展，但指標(biāo)參數(shù)需要進(jìn)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(shù)基礎(chǔ)、人才基礎(chǔ)、市場渠道和合作模式，來為北斗系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化服務(wù)。

    建設(shè)北斗系統(tǒng)可以從GPS借鑒很多經(jīng)驗(yàn)：一是衛(wèi)星的設(shè)計(jì)和地面站設(shè)計(jì)，可以參考GPS的方式，北斗一代到二代的轉(zhuǎn)變實(shí)際上就是這一思路的體現(xiàn)；二是接收機(jī)的設(shè)計(jì)，無論是在芯片還是整機(jī)設(shè)計(jì)方面都可以借鑒GPS的技術(shù)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(biāo)都很不錯(cuò)，目前的出貨量和訂單已經(jīng)達(dá)到幾百萬片。

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

    終端多樣化帶動(dòng)規(guī)模應(yīng)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?yàn)楸倍芬淮l(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(yīng)用于海洋、漁業(yè)、地質(zhì)監(jiān)測、水文、森林等領(lǐng)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(gè)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(shí)現(xiàn)北斗一代射頻信號(hào)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(shí)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(gè)角度來看，北斗一代終端提供授時(shí)功能是大勢所趨，且用量非常大。隨著北斗二代衛(wèi)星進(jìn)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(jìn)一步推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，一是需要國家投入，二是衛(wèi)星組網(wǎng)達(dá)到一定要求，三是終端多樣化，這樣才能帶動(dòng)規(guī)模應(yīng)用。GPS發(fā)展多年的經(jīng)驗(yàn)表明，GPS是依靠民用市場發(fā)展起來的，可借鑒GPS在民用領(lǐng)域發(fā)展起來的經(jīng)驗(yàn)。

    北京超圖軟件導(dǎo)航軟件事業(yè)部銷售總監(jiān)曹宇、應(yīng)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(huì)跟進(jìn)，但還要看市場能否發(fā)展起來。

    民用領(lǐng)域的電子地圖可分為地理信息地圖和導(dǎo)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(jìn)北斗軍方領(lǐng)域的一些項(xiàng)目，如果民用市場起來后，依靠我們現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)，會(huì)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(dǎo)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(jī)等軍方終端對軟件嘗試提供了更廣闊的發(fā)展平臺(tái)。

     在民用市場，當(dāng)市場起來的時(shí)候，我們國內(nèi)的軟件能夠更好地與北斗終端相結(jié)合。因?yàn)楸倍方K端生產(chǎn)出來后，首先肯定會(huì)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(yuǎn)程維護(hù)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(wù)；最后，國內(nèi)軟件都享有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

    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(yīng)加快商用

    由于國內(nèi)導(dǎo)航定位產(chǎn)業(yè)起步較晚，目前國內(nèi)民用導(dǎo)航市場還大都使用美國GPS系統(tǒng)提供的衛(wèi)星信號(hào)。易圖通是國內(nèi)最早從事導(dǎo)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(shí)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(fèi)。二是國家對電子地圖市場管理政策要適度。應(yīng)簡化各類流程，放寬對地圖審圖的限制，加強(qiáng)電子地圖公司的自我審查能力，對導(dǎo)航地圖采取類似于網(wǎng)絡(luò)地圖的審查辦法，縮短地圖從生產(chǎn)到市場的時(shí)間。三是以定位應(yīng)用為內(nèi)容的行業(yè)應(yīng)用不可避免地需要傳輸經(jīng)緯度，國家測繪局應(yīng)當(dāng)開放服務(wù)器端的解密插件申請，可以采取必要的措施對服務(wù)器端的解密插件的合法使用進(jìn)行強(qiáng)制的監(jiān)督檢查。四是利用政策傾斜支持，鼓勵(lì)中國電子地圖廠商進(jìn)入國際地圖領(lǐng)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(jī)，加大打擊盜版的力度，強(qiáng)制要求產(chǎn)品外包裝標(biāo)明正版地圖來源。