GPS已在全球掀起一波熱潮，然而，相較於車用導航裝置，與手機結合的GPS需要更低功耗與更高整合度，因此在射頻整合上也就需要更多技術。此外，GPS SoC有其特性，如何將原先獨立的GPS晶片納入手機之中，也是GPS手機不可忽視的問題。
現今消費者所熟悉的全球衛星定位系統(GPS)技術，大多屬於專為汽車個人導航裝置及其他相較於手機對功耗要求較不嚴苛的應用而設計。然而隨著行動電話內建GPS的風潮興起，也就必須重新思考GPS該如何整合、該整合在什麼地方的問題。錯誤的架構思維不但將造成潛在的設計困難，也會對效能和功耗產生負面的衝擊。
價值中心至關重要 設計人員不可小覷
行動手機有三大關鍵價值中心，分別是行動電話承載服務(Cellular Bearer)、應用處理器子系統以及無線連接性。這些基本上都有不同的設計和產品生命週期、技術限制、以及不同的市場和法規遵循壓力。設計工程師將GPS建置在手機時，就必須注意這個微妙的手機生態系統。
首先，承載服務子系統--即行動電話數據機的設計週期相對而言較長，也有特定的法規約束，因此一般傾向於採納通用設計方法，同時將產品差異化因子減至最少，讓設計工程師能夠透過一個標準平台開發許多不同的產品。
應用處理器子系統是一個彈性、最低限度定義的通用資源，在摩爾定律(Moore's Law)的驅使下，朝向更小的製程幾何、更高處理效能和更低功耗發展--這些都有賴於避開可能折損其成效的混合訊號功能。
無線連接子系統是一個功能導向、多重標準、快速發展且複雜的混合訊號環境，有著許多支援多重射頻的機會。新無線連接技術通常會先建立在系統單晶片(SoC)，以快速整合並降低風險。但如果沒有將類比和數位元件建置在單一晶片上，就可能導致耗用過多功率、尺寸過大、而且因為沒有採取足夠的智慧型整合，這樣的設計將難以滿足行動電話環境的要求。
整合成必經之路 多重射頻整合無線連接子系統有優勢
隨著行動電話搭載GPS的比例越來越高，設計工程師無可避免的必須面對如何更緊密整合且針對行動電話應用導向的整合壓力。
由於無線子系統面對極大的壓力必須朝更小型化的製程幾何發展，且涉及相對較高的類比內容，因此唯一較具經濟效益的方式就是整合多重射頻技術。當相鄰的應用處理器能提供越來越強且高效率的通用資源，將多重射頻整合於無線連接子系統就是一種合理的作法，因為對於一些將射頻硬體建立在無線連接子系統之內的新功能而言，將可以透過應用處理器上所執行的軟體提供定義。
由上述可得知，GPS SoC方法並不適合大量行動電話應用，較強且比較成功的整合方法是將那些功能導向的射頻技術結合到無線連接子系統之內，而由那些運行於越來越強且高效率的應用處理器子系統之上的軟體負責驅動。對於那些應用處理器不夠強的的系統而言，設計工程師就可以選擇將嵌入式處理器整合到無線連接子系統。
當然GPS必須以更智慧的方式整合到行動電話架構內。然而，基於技術發展與開發週期的考量，GPS適當的整合點並不在於行動電話基頻，而是在無線連接子系統，因此設計工程師應採行能夠將應用處理器子系統效益發揮至極致的方式整合。
A-GPS有所不足 eGPS截長補短
除了如何將GPS功能設計到手機上的問題以外，如果手機中整合的功能像預期中一樣線性增長，那麼克服現有系統的局限性就成為GPS技術的關鍵。
現有的定位技術所面臨的最大挑戰在於訊號太弱，在建築密集的都市叢林中，定位訊號不足，且無法進行室內定位，因而出現輔助型GPS(Assisted GPS, A-GPS)。
然而，透過GSM和WCDMA等非同步網路提供定位的A-GPS，在面對Fine-time-aiding降低定位靈敏度及延長首次定位時間等相關問題上，仍未有進一步的突破。
另一種近期問世的強化型GPS(eGPS)，則增強了傳統GPS或A-GPS的功能，並幫助電信服務業者提供決定GPS效能關鍵的Fine-time-aiding輔助支援。此外eGPS還可以在嚴苛的環境中使用，且不須耗費很多資金來更新非同步GSM或WCDMA的網路設施。在無法進行GPS定位時，eGPS提供了一個以行動手機為基礎的定位測量技術，提供比Cell ID更精確的定位資訊。
隨著全球第一顆結合eGPS、藍牙、藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy)與FM的單晶片於今年6月初正式發表，相信eGPS增強的GPS接收器對手機來說將是一個極具吸引力的解決方案。
(本文作者任職於CSR)