Author:criterion1ProcessGain由[1]可知,GPS讯号非常微弱,天线端接收讯号大约为-125dBm,而若整个系统带宽以2.046MHz计算,其NoiseFloor大约-110dBm,此时SNR是负的,讯号淹没在NoiseFloor之下。然而,因为GPS为展频通讯[69]:会有43dB的处理增益。换言之,实际上讯号在基带处理时为-82dBm,因此,接收讯号最小可以到-153dBm。然而以上均为理论计算,为改善接收质量,实际的接收讯号,最好不要小于-147dBm[1]。Author:criterion2OneJammerandNoiseFigurediscussion由于GPS接收的是太空卫星发射的讯号,其接收讯号极微弱,因此其接收讯号强度并不会大到足以使其LNA饱和,加上GPS只有单一Channel,换言之,会使LNA饱和的,皆为带外噪声。以手机而言,因为里面会有许多射频功能,彼此间可能会有所干扰,如下图[70]:Author:criterion3这使得Co-existence的重要性越来越大,该如何使GPS讯号避免被其他手机内部RF讯号干扰,是一大挑战。我们以DCS1800为例,其发射频率为1710MHz~1785MHz,很接近于GPS的1575.42MHz。如上图[1],假设DCS1800的发射功率为30dBm,隔离度为15dB,滤波器的抑制能力为40dB,那么进入GPS接收器的DCS1800讯号强度为-25dBm。以Qualcomm的WTR1605为例[72],其GPS接收器的P1dB为-13dBm,因此该DCS1800的讯号,并不会使GPS接收器饱和。但反过来说,若无SAWFilter的抑制,则进入GPS接收器的DCS1800讯号强度为15dBm,肯定会使GPS接收器饱和,如上图。因此SAWFilter是必须的。Author:criterion4而在手机应用中,为了进一步加强GPS与其他RF功能的隔离度,有可能为了避免GPS讯号被其他RF讯号干扰,会将GPS天线位置,远离2G/3G/4G的主天线,如下图[73]:Author:criterion5由于一般在手机应用中,2G/3G/4G与GPS,都是同一个接收机,如Qualcomm的WTR4905:Author:criterion6而手机应用的接收机,会靠近主天线。换言之,其GPS天线,会离接收机很远,如下图:由Friisformula得知LNA前端的InsertionLoss,也就是上式的F1最为关键,几乎主宰了接收路径整体的NoiseFigure[73]。因此GPS天线到接收器这段很长的走线,会大幅提高其接收路径整体的NoiseFigure。同时也由上式可知,LNA后方的NoiseFigure可忽略不计[73]。因此我们必须再添加eLNA(ExternalLNA),一方面缩减F1,另一方面稀释eLNA后端NoiseFigure对灵敏度的影响。以降低接收路径整体的NoiseFigure,来提升灵敏度[20,33,73]。Author:criterion7倘若不加eLNA,那么天线到接收机的走线,以及接收机本身的NoiseFigure,都会反映在接收路径整体的NoiseFigure。我们由下图为例,所计算出来的接收路径整体NoiseFigure为7dB:但若加了eLNA,那么便只有eLNA前方的InsertionLoss,以及eLNA本身的NoiseFigure,会反映在接收路径整体NoiseFigure,其它均可忽略不计。以下图为例,所计算出来的接收路径整体NoiseFigure为1.8dB:换言之,以该情况为例,加了eLNA后,其接收路径整体NoiseFigure降低了5.2dB(7-1.8=5.2),亦即灵敏度会有5.2dB的提升。Author:criterion8如前述,因为GPS讯号极其微弱,而也已由前述分析可知,eLNA对灵敏度确实有提升作用。因此在GPS应用中,多半会添加eLNA[33]:然而,eLNA之所以能提升灵敏度,主要原因是缩减了接收机前端的InsertionLoss。换言之,该eLNA,应尽可能靠近天线,如此方可对灵敏度有最大提升。反之,倘若离天线很远,那么灵敏度改善的效果便会大打折扣。Author:criterion9以前述情况为例,加了eLNA后,其灵敏度可以提升5.2dB。但倘若eLNA离天线很远,那么该eLNA改善灵敏度的关键,只剩稀释接收机NoiseFigure对灵敏度的影响,其灵敏度只能提升3.2dB,亦即灵敏度的改善情况大打折扣。Author:criterion10因此在摆放eLNA时,必须离GPS天线越近越好:而灵敏度的改善,对于TTFF(TimeToFirstFix)的缩减,也会有所改善,亦即用户定位时的速度会较快[1]。以Qualcomm的8系列平台为例,其TTFF大概可在50秒之内。Author:criterion11当然,其GPS的eLNA前方,依然要放SAWFilter,以前述的DCS1800讯号为例,进入eLNA的讯号强度为-25dBm,而以AVAGO的ALM-1106为例,其P1dB约为1.8dBm[74]。换言之,若加了SAWFilter,则该DC...