北斗衛星服務開通　中國大陸GNSS導航商機萌芽

中國大陸北斗衛星導航商機啟動。2012年底中國大陸官方正式宣布北斗衛星系統(Compass)服務開通，為中國大陸導航市場開啟新頁，也帶動北斗衛星M2M模組產品的需求攀升。

圖1　u-blox台灣區總經理江敏楠表示，相較於雙系統GNSS模組，支援更多衛星系統的模組產品功耗將提升30～50%。

目前中國大陸北斗衛星導航系統共有十六顆衛星，可為東亞地區提供定位、導航及授時等多項服務，定位精準度可達平面10公尺和高10公尺；量測汽車行駛速率的精準度可達每秒0.2公尺。中國大陸預計在2020年達到北斗衛星訊號覆蓋全球的目標，使其成為全球重要的衛星導航系統之一。

u-blox台灣區總經理江敏楠(圖1)表示，根據中國大陸官方公布的北斗衛星發展三部曲，目前已發展到第二階段，由試營運與小規模場測正式進入商用化，第三階段則是將衛星訊號覆蓋範圍擴展至全球，並與美國全球衛星定位系統(GPS)、俄羅斯GLONASS系統進一步在使用頻段上連結，提高北斗衛星的普及度。

中國官方以標案推動北斗衛星普及度

由於中國大陸官方欲快速提升北斗衛星的採用率，因此提出2013年中國大陸公共運輸系統所有車種皆須安裝北斗衛星系統的規定，並已開始招標。

圖2　Quectel研發總監楊中志指出，在中國大陸官方有計畫的推展下，車載資通訊系統將加速導入北斗衛星服務。

值得注意的是，中國大陸官方要求已具備北斗衛星產品的業者才具競標資格。Quectel研發總監楊中志(圖2)表示，北斗衛星正式運營後，中國大陸政府勢必將擴大支援北斗衛星終端產品的推廣和政策實施力度，將進一步推動中國大陸車載終端產品的發展，並直接加快無線通訊模組導入車載資通訊(Telematics)系統，也為無線通訊模組的發展帶來新的機會。

隨著中國大陸本土或國外車廠對北斗衛星的需求皆迅速攀升，機器對機器(M2M)模組業者，也已全力投入支援北斗衛星系統M2M產品的研發。

搶搭北斗衛星商用順風車
M2M模組產品紛出籠

2012年底北斗衛星系統上線不久，中國大陸官方隨即在2013年初始，提出具備北斗衛星功能的設備標案，以用於中國大陸七個城市的公共運輸系統中，未來其他地區的標案也將陸續展開。司亞樂(Sierra Wireless)市場開發副總裁Olivier Beaujard表示，中國大陸汽車銷售市場規模不斷擴大，對汽車產業相關元件或系統設備開發商來說，皆為龐大的商機，因此在北斗衛星正式商用後，晶片商與M2M模組供應商也開始著手研發相對應的產品，以搶攻市場先機。

圖3　SIMCom總經理沈建國認為，北斗衛星系統不僅為車載資通訊系統帶來新商機，也可為安全監控創造新的定位服務。

芯訊通(SIMCom)總經理沈建國(圖3)認為，北斗衛星服務正式上線為中國大陸帶來新的全球導航衛星系統(GNSS)商機，大陸官方也將陸續推出相關政策和專案。目前SIMCom正在積極研發支援北斗衛星、GPS、GLONASS等衛星系統，並具備高性價比的產品。

據了解，在晶片產品的部分，目前聯發科透過軟體支援的方式，已率先推出新一代GNSS接收器系統單晶片(SoC)，支援美國GPS、中國大陸北斗、俄羅斯GLONASS、歐盟伽利略(Galileo)及日本QZSS等五種全球衛星導航系統的訊號。高通(Qualcomm)旗下的高通創銳訊(Qualcomm Atheros)，以及意法半導體(STMicroelectronics)皆已展開支援北斗衛星訊號接收器晶片的研發。意法半導體行銷經理鄧殷敦透露，今年第三季，該公司將先為中國大陸市場推出單一北斗衛星系統的晶片，至於支援北斗衛星的GNSS產品，則預計於2014年量產。

在晶片產品相繼出爐後，M2M業者也可順勢開發新的模組產品。

從表1可看出M2M模組業者推出產品的時間各有差異，其中，中國大陸本土業者的腳步較快。江敏楠透露，中國大陸官方在北斗衛星正式營運前已先透露技術規格予本土業者，因此中國大陸晶片廠商在北斗衛星的發展較國外廠商領先，且模組產品也較快推出市場。

楊中志強調，目前Quectel已有多款支援GPS和GLONASS的衛星定位模組供全球客戶應用，北斗衛星正式運營以後，該公司也持續關注北斗市場的技術與價格等發展情況，並將利用聯發科的晶片產品，打造具備高效能、低功耗特性的產品，以貼近客戶的需求。

沈建國指出，今年中國大陸車載資通訊系統很重要的發展方向為支援中國大陸北斗衛星系統，因此SIMCom正積極研發北斗模組，以因應市場發展趨勢。

金雅拓(Gemalto)機器對機器副總裁Andreas Haegele認為，目前該公司旗下的訊亦(Cinterion)已利用高通的晶片研發北斗衛星M2M模組，產品預計2014?2015年推出。他進一步解釋，金雅拓北斗衛星產品推出時間較晚的原因，並非受限高通晶片產品量產時間，而是考量中國大陸北斗衛星整體市場的發展，預計須至2014年後，隨著中國大陸開始強制規定採用北斗衛星，才會有較大的市場需求與商機出現。

由此可見，隨著中國大陸北斗衛星商機逐漸開展，晶片商與模組業者已展開新的產品計畫。不過，中國大陸北斗衛星系統要能順利發展，不僅中國大陸官方得透過發射更多衛星擴大訊號覆蓋率，也須模組業者與終端產品製造商解決產品成本與功耗的問題。

頻段使用範圍獨樹一格　北斗成敗端看成本/功耗

江敏楠表示，北斗衛星系統上傳採用1,610～1,626.5Hz的L頻段，下傳則為2,483.5～2,500Hz的S頻段，使用的頻段在GPS 1,575.42Hz、GLONASS 1,602Hz之外，對晶片業者或是模組廠商研發產品來說，須特別單獨研發新的晶片，無法沿用現有GPS或GLONASS產品開發的基礎，不但將影響晶片產品推出的速度，在發展整合中國大陸北斗衛星系統的GNSS產品時，也將帶來一定的技術與成本挑戰。

事實上，受限於北斗衛星使用頻段不同於GPS與GLONASS，因此現今GNSS模組產品大多使用雙晶片架構。江敏楠強調，北斗衛星定位系統勢必須與其他衛星系統協同合作，才可提高定位精準度與擴大訊號涵蓋範圍，因此GNSS模組產品將勢在必行。然而由於北斗衛星訊號下載S頻段使用範圍和GPS、GLONASS有較大的差異，因此無法共用射頻(RF)晶片，導致模組成本增加，而支援頻段較寬廣的射頻晶片，相對成本也較高，也影響終端產品製造商導入整合北斗衛星系統GNSS模組的意願。

雙衛星系統將為主流

值得注意的是，由於雙晶片架構已衍生成本與設計挑戰，加上多系統與雙系統衛星定位精準度的差異不大，因此目前模組業者支援北斗衛星系統的GNSS產品，多以雙衛星系統為主要發展方向。泰利特(Telit)台灣暨東南亞地區經理王鉦德指出，北斗衛星正式營運也意味著使用者將有新的衛星系統可進一步強化定位精準度，不過考量支援北斗衛星+GPS+GLONASS+QZSS完整的GNSS M2M模組產品，在所有衛星系統同時運行時，雖然可以提升定位精準度，但將面臨各衛星系統訊號干擾嚴重、功耗大幅提升、成本大增，以及每個衛星系統工作分配的設計難題。

更何況，多衛星系統的定位精準度提升比率並不會高出GPS+GLONASS或北斗衛星+GPS等雙衛星系統太多，無法提升終端產品製造商的使用意願，因此以北斗衛星搭配GPS或GLONASS的雙衛星系統方案，將是較佳的M2M模組產品發展選擇。

所幸，中國大陸官方已意識到日本QZSS與伽利略衛星系統的使用頻段皆跟隨GPS，若北斗衛星系統頻段過於特立獨行，將影響該系統的普及度。因此在北斗衛星發展的第三階段中，中國大陸官方將調整北斗衛星訊號使用的頻段範圍，並與GPS使用頻段相近，預期將可進一步簡化晶片與模組產品的開發複雜度，並降低整體系統物料清單(BOM)成本。

另一方面，因應車載資通訊產品開發商發展緊急救援系統，M2M模組廠商未來也將計畫投入支援北斗衛星GNSS+GSM的模組產品研發，不僅可進一步節省終端產品總體成本，也可縮小模組占位面積。

總而言之，雖然目前北斗衛星系統的涵蓋範圍仍有限，且市場局限於中國大陸，但M2M業者考量中國大陸市場已成全球最大汽車銷售地區，加上未來北斗衛星訊號仍將擴及全球，成為重要的衛星系統，因此已與晶片供應商合作，積極研發支援北斗衛星的M2M模組產品，以掌握龐大的市場商機。