更精巧省电的全球导航卫星系统解决方案

全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）是各种卫星定位系统的统称，若能结合窄频物联网（NB-IoT）与Cat M1网络，将使人物、装置的定位更加精准与快速。本文将为您介绍GNSS市场的发展概况，以及艾睿电子（Arrow）、意法半导体（STM）与村田制作所（MuRata）所推出结合GNSS、NB-IoT/Cat M1的定位解决方案。

GNSS应用市场潜力惊人

GNSS是全球卫星导航系统的统称，大家常说的GPS（Global Positioning System，全球定位系统）只是由美国推出的其中一种定位系统，其他还包括BDS（中国的北斗卫星导航系统）、GLONASS（俄罗斯的卫星定位系统）、Galileo（欧洲的伽利略系统）等，目前许多GNSS解决方案通常都支持多种定位系统，以提升定位的精准度与兼容性。

依据2019年的GSA GNSS报告指出，GNSS市场的2019-2029的累计营业额将高达25250亿欧元，其中用于道路应用约占55.0%，用于消费类市场则约占38.3%，其他应用则占6.7%，其中涵盖的GNSS产品包括器件与相关服务，市场空间相当惊人。

LTE-M具备低功耗、低成本特性

首先将先介绍几个技术名词，以方便对产品与技术的理解。

LTE-M是LTE Cat-M1或Long Term Evolution（LTE, 4G）类别M1的缩写，此技术用于物联网设备，无需网关即可直接连接到4G网络（如移动网络运营商AT&T或Verizon等MNO），通常无需使用电池。包含eMTC（增强型机器类型通信）的LTE-M是3GPP开发的一种低功率广域网（LPWAN）无线电技术标准，用于支持多种蜂窝设备和服务（特别是机器对机器）和物联网应用程序。2019年3月，全球移动供应商协会报告称，已有100多家运营商部署／启动了NB-IoT或LTE-M网络。LTE-M具有更高的数据速率，支持移动性和网络语音，但与NB-IoT相比需要更多的带宽，并且无法放入NB-IoT等保护频带。

LTE-M技术的主要特性包括在定位时支持无GPS、低功耗定期跟踪应用，且尺寸小，可吸引以前没有蜂窝连接方式的可穿戴设备采用，并通过PTCRB/GCF认证，改善了与全球无线网络运营商在IoT应用方面的全球互操作性，采用专为低电流消耗而设计的协议，可将电池寿命延长至10年以上，且成本很低便可进行连接，支持HTTPS和MQTTS协议，安全性较高，支持蜂窝网络在封包边缘和切换场景下的平稳运行，移动性极佳。

NB-IoT与LTE-M具相辅相成的特性

窄带物联网（NB-IoT）是一种基于标准的低功耗广域（LPWA）技术，旨在实现各种新型IoT设备和服务。NB-IoT显着改善了用户设备的功耗、系统容量和频谱效率，尤其是在深度覆盖方面。NB-IoT使用LTE标准的子集，但将带宽限制为200kHz的单个窄带。

NB-IoT技术可以更低的成本提供了较低带宽的数据连接，可用于对网络延迟而言并不重要的应用程序，同时也通过PTCRB/GCF认证，改善了与全球无线网络运营商在IoT应用方面的全球互操作性，在可能缺乏LTE-M覆盖的范围内，则可以使用NB-IoT，反之亦然，除非安全性和移动性对您的应用至关重要。

集成GNSS模块加速产品开发

为加快厂商开发GNSS产品的速度，艾睿电子集成了STM的芯片组与MuRata的模块，推出具有NB-IoT/Cat M1双模式的MuRata GNSS解决方案，可以提升GNSS应用的精准度，也可以大幅缩小产品的体积。

MuRata一直在开发将STM32 MCU与GNSS和双模NB-IoT/Cat M1以及eSIM捆绑在一起的紧凑型模块，这种小巧紧凑的模块可以在GNSS人员或设备跟踪场景中，支持不同地区移动运营商的NB-IoT/Cat M1网络。

结合了STM与MuRata的传感器、MuRata无源组件和STM电池管理产品，可以根据不同的客户要求设计和开发多功能、双模网络和低功率跟踪设备，Arrow ESC还可以通过固件和硬件开发中的参考设计，为已确定的前导客户提供支持。

Type 1SC模块支持蜂窝LTE-M网络协议

MuRata所推出的Type 1SC模块，支持B5/B8/B12/B13/B14/B17/B18/B19/B20/B26/B28/B1/B2/B3/B4/B25的LTE-M PSM和eDRX模块，通过FCC/IC认证，支持3GPP Rel. 13调制，并通过PTCRB（5.38）、GCF（3.73）认证。

Type 1SC是支持蜂窝LTE-M网络协议的新型、紧凑、低成本的LTE-M模块。这款新的独立模块尺寸仅为11.1 x 11.4 x 1.5 mm（最大），采用银树脂屏蔽包装，并包含一个带FEM模块和外部闪存的收发器。具有强大的低漂移热特性的集成TCXO，为RF收发器提供了准确的时钟源。

Type 1SC-DM同时支持LTE-M和NB1协议

Type 1SC-DM则支持B5/B8/B12/B13/B14/B17/B18/B19/B20/B26/B28/B1/B2/B3/B4/B25 LTE-M PSM和eDRX模块，通过FCC/IC认证，支持3GPP Rel. 13调制，并通过PTCRB（5.42）、GCF（3.77）认证。

Type 1SC-DM是一种新型、紧凑、低成本的LTE-M模块，支持蜂窝LTE-M和NB1网络协议。这款新的独立模块尺寸仅为11.1 x 11.4 x 1.5 mm（最大），采用银树脂屏蔽包装，并包含一个带FEM模块和外部闪存的收发器。具有强大的低漂移热特性的集成TCXO，可为RF收发器提供了准确的时钟源。

Type 1SE支持高度集成应用

Type 1SE支持LTE B5/B8/B12/B13/B14/B17/B18/B19/B20/B26/B28/B1/B2/B3/B4/B25 LTE-M/NB1 PSM和eDRX模块，采用RFIC芯片组，搭配STM32L462RE / Cortex-M处理器，通过FCC/IC认证，支持3GPP Rel. 13调制，并通过PTCRB（5.40）、GCF（3.75）认证，eSIM采用WLCSP封装的ST4SIM-200M，可通过远程SIM设置（RSP），可以选择加载所需的运营商资料，通过连上eSIM支持网络连接，具有高度集成（MCU、eSIM和LTE-M/NB1调制解调器）的认证终端设备，带有天线连接，可轻松与多种不同类型的应用集成。

结语

GNSS、NB-IoT/Cat M1与IoT应用相结合，可将IoT装置扩展到以往缺乏网络信号的地方，只要接收得到4G信号便能够进行布署，真正超越地理上的限制，开拓出崭新的应用与服务的蓝海市场。

艾睿电子、意法半导体与村田制作所所推出的GNSS、NB-IoT/Cat M1定位解决方案，具备体积小与低功耗的特性，可以提升产品的竞争优势，也可加快相关产品的开发速度，值得有兴趣投入此市场的厂商深入了解。