傳iPhone14搭載國(guó)產(chǎn)北斗導(dǎo)航芯片？實(shí)際上9年前就已經(jīng)有手機(jī)支持北斗

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）距離秋季蘋果發(fā)布會(huì)還有三個(gè)月左右，最近iPhone14的爆料就已經(jīng)開始“狂轟濫炸”了：感嘆號(hào)屏、息屏顯示功能、更大的內(nèi)存等更新都已經(jīng)被曝光出來(lái)。然而最近還有一個(gè)消息曝光比較奇怪，據(jù)部分媒體稱有供應(yīng)鏈業(yè)內(nèi)人士透露，iPhone14系列將采用國(guó)產(chǎn)北斗導(dǎo)航芯片，支持北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在2020年7月31日正式開通，在后來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里，人們?cè)凇白约?a href="http://ttokpm.com/v/tag/107/" target="_blank">手機(jī)是否支持北斗導(dǎo)航”的問(wèn)題上爭(zhēng)議不斷，而iPhone11因?yàn)楫?dāng)時(shí)還不支持北斗導(dǎo)航，也被推上輿論的風(fēng)口浪尖。不過(guò)，蘋果公司隨后在2020年10月發(fā)布的iPhone 12系列上，增加了對(duì)北斗的支持，這才平息了輿論。

那么，最近爆料的“iPhone14采用北斗導(dǎo)航芯片”又是什么意思？我們要用上北斗導(dǎo)航真的需要專門的芯片么？

iPhone在硬件上早已支持北斗

首先芯片支持上，其實(shí)多年以來(lái)市面上的幾乎所有機(jī)型都在硬件上支持北斗導(dǎo)航。就以當(dāng)年的iPhone11為例，當(dāng)時(shí)在蘋果官網(wǎng)上并沒有明確說(shuō)明支持北斗，但iPhone11采用的Intel XMM7660調(diào)制解調(diào)器是支持4模GNSS（GPS、GLONASS、Galileo、北斗）的，也就是iPhone11硬件上支持北斗導(dǎo)航。
且在2020年8月蘋果官方回應(yīng)也提到“iPhone11機(jī)型已使用北斗系統(tǒng)作為其位置數(shù)據(jù)系統(tǒng)的一部分”。同年10月，iPhone12發(fā)布后，蘋果在官網(wǎng)上也對(duì)iPhone11以及更早之前的iPhone XR機(jī)型描述進(jìn)行修改，加上對(duì)北斗的支持。
手機(jī)芯片對(duì)北斗的支持甚至可以追溯到2013年，當(dāng)年高通推出的MSM8974（驍龍800）就已經(jīng)在中國(guó)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的支持，2013年上市的中興Grand Memo歐洲版就首發(fā)搭載了這款芯片。高通在對(duì)驍龍800的介紹中提到，驍龍全球定位支持內(nèi)置到調(diào)制解調(diào)器與RF芯片中，可以在調(diào)制解調(diào)器中處理定位信號(hào)，無(wú)需喚醒應(yīng)用處理器，從而節(jié)省能耗，而又不影響定位精度。

目前應(yīng)用最廣泛的GNSS（全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）基本上都是無(wú)源系統(tǒng)，也就是說(shuō)衛(wèi)星只發(fā)出信號(hào)，衛(wèi)星定位原理用最簡(jiǎn)單的話來(lái)說(shuō)就是，衛(wèi)星向接收端發(fā)送位置信息時(shí)，會(huì)附帶發(fā)送當(dāng)前時(shí)間，因?yàn)殡姶挪▊鬏斔俣仁且阎模ü馑伲杂眯l(wèi)星時(shí)間和接收端接收到信息的時(shí)間差，就可以計(jì)算出接收端和衛(wèi)星距離。理論上只需要同時(shí)知道四顆衛(wèi)星的位置以及與接收端的距離，就可以計(jì)算出接收端的位置坐標(biāo)，結(jié)合地圖數(shù)據(jù)就能夠?qū)崿F(xiàn)定位。

所以GNSS的接收器一般都已經(jīng)集成在手機(jī)SoC集成或獨(dú)立的調(diào)制調(diào)解器中，對(duì)北斗的支持與否，關(guān)鍵是在于接收器射頻部分是否支持北斗系統(tǒng)的信號(hào)頻率和編碼方式。而目前來(lái)看，市面上主流的手機(jī)芯片以及調(diào)制調(diào)解器都已經(jīng)支持北斗，所以iPhone14搭載北斗導(dǎo)航芯片，大概率只是炒作。

GNSS的兼容趨勢(shì)不可阻擋，北斗具有明顯精度優(yōu)勢(shì)

作為后來(lái)者，北斗在頻段上其實(shí)比較吃虧，北斗三號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師林寶軍曾表示“GPS都發(fā)展幾十年了，特別是好的頻率資源、軌道都被它占了，更重要的是相關(guān)專利都給它占了，按我的話，我們要在夾縫里生存，這是后來(lái)者的難度”。畢竟衛(wèi)星頻段在國(guó)際上是誰(shuí)先申請(qǐng)誰(shuí)就獲得使用權(quán)，可以說(shuō)是“先到先得”。

北斗系統(tǒng)使用B1、B2、B3三個(gè)頻段，北斗二號(hào)提供B1I、B2I和B3I三個(gè)公開服務(wù)信號(hào)，其中B1頻段的中心頻點(diǎn)為1561.098MHz，B2為1207.14MHz，B3為1268.52MHz。最新的北斗三號(hào)則提供B1I、B1C、B2a、B2b和B3I五個(gè)公開服務(wù)信號(hào)。其中在B1頻段的中心頻點(diǎn)為1575.42MHz，B2為1176.45MHz，B3為1268.52MHz。

不過(guò)，目前全球有四大GNSS系統(tǒng)，有業(yè)內(nèi)人士表示，如果每套系統(tǒng)都采用不同的頻段或者信號(hào)格式，那么接收器的設(shè)計(jì)將會(huì)變得非常復(fù)雜，單是射頻通道都要做好幾套才能兼容現(xiàn)在的幾大系統(tǒng)。因此頻率共用，也被聯(lián)合國(guó)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國(guó)際委員會(huì)（ICG）稱為“兼容與互操作”的概念應(yīng)運(yùn)而生。

比如GPS中L1頻點(diǎn)為1575.42MHz、L5頻點(diǎn)為1176.45MHz，分別與北斗三號(hào)中的B1、B2頻點(diǎn)相同。同時(shí)另外兩大GNSS系統(tǒng)GLONASS和Galileo都已經(jīng)與北斗實(shí)現(xiàn)部分頻率“兼容與互操作”。

當(dāng)然，共用頻率在GNSS接收器射頻部分可以降低設(shè)計(jì)難度，不過(guò)調(diào)制調(diào)解器和軟件部分還是需要根據(jù)不同的系統(tǒng)進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，比如不同的編碼方式等等。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，目前市面上不少芯片在規(guī)格上支持多模GNSS，同時(shí)支持四大系統(tǒng)，但為了省成本和降低功耗，硬件部分可能只做了有限的通道，通過(guò)軟件配置實(shí)現(xiàn)同時(shí)支持兩到三個(gè)系統(tǒng)，比如GPS+北斗、GPS+GLONASS、GPS+北斗+Galileo等等。

同時(shí)，不同的導(dǎo)航系統(tǒng)組合使用下，精度會(huì)有不同程度的提升。根據(jù)國(guó)家北斗重大專項(xiàng)地面試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師盧鋆博士的數(shù)據(jù)，北斗系統(tǒng)與其他導(dǎo)航系統(tǒng)組合下，提升顯著（PDOP均值代表定位精度，越小越好）。比如GPS+北斗組合時(shí)，定位精度比單獨(dú)用GPS提升28.75%；GPS+GLONASS組合時(shí)，定位精度比單獨(dú)用GLONASS提升37.31%。

前面提到，頻率共用雖然可以降低射頻部分的成本，但在基帶部分，由于需要支持更多種類的系統(tǒng)，硬件成本會(huì)有部分增加。盧鋆博士表示，在硬件部分主要是CPU處理能力需要提高，最終成本影響有限。但另一方面還需要增加更多通道數(shù)，以支持更多系統(tǒng)和衛(wèi)星，不過(guò)通道部分在芯片中成本占比較少，據(jù)盧鋆博士測(cè)算，基帶增加對(duì)多系統(tǒng)支持后成本增加不會(huì)超過(guò)5%。

小結(jié)：

綜上，四大GNSS兼容與互操作可以在小幅增加硬件成本的情況下，大幅提高系統(tǒng)性能，因此，未來(lái)GNSS芯片會(huì)越來(lái)越傾向于多模。無(wú)論如何，在兼容與互操作的趨勢(shì)下，北斗也將會(huì)有更廣泛的應(yīng)用空間。