iPhone到底支不支持北斗?
本文來自微信公眾號:判官老司機(ID:panguansays),作者:判官,題圖來自:視覺中國
北斗是啥?
大家每天都在使用手機。目前的智能手機上,涉及到定位的功能,都會用到衞星導航系統。
我國的北斗衞星導航系統(BDS或Beidou)和美國GPS系統、俄羅斯格洛納斯系統(GLONASS)以及歐盟伽利略系統(Galileo),是被聯合國全球衞星導航系統國際委員會認可的全球導航衞星系統(GNSS)四大核心供應商。
由於四大GNSS系統之間已經開展了頻段和數據格式的兼容共用協調,目前手機產品採用的定位方案,一般都同時支持這幾個系統的衞星信號,因為並不增加任何軟硬件成本。
對於用户而言,更是無所謂用哪個系統的信號。舉個例子,你使用電器,並不關心電網上的電是風電、水電、火電、核電、太陽能電,還是用愛發電。
還有一個知識點:北斗官方從來沒做過手機導航和地圖App,所有冠以“北斗”名義的導航和地圖App,全是山寨貨。
北斗剛建設完成?
6月23日,第三代北斗定位系統—北斗三號的最後一顆全球組網衞星發射升空,6月30日成功定點於地球同步軌道,次日順利進入長期運行管理模式。至此,北斗三號全球衞星導航系統30顆衞星部署完成,下一步我國將進行北斗全系統聯調聯試。
在此之前,第二代北斗定位系統——北斗二號,在2012年底完成了14顆衞星的發射組網,並已面向全球提供服務。而北斗三號系統,在2018年底建成基本系統後已經開始提供服務。
什麼意思呢?北斗導航系統早就可以用了,只是之前在性能、定位精度、功能方面,還沒有滿血。需要強調的是,本文涉及到的所有衞星導航系統的場景討論,僅限於手機被動接收定位信號的基礎應用。北斗系統的其他強大功能,今天不討論。
我的手機是否支持北斗?
前文説了,近幾年市面上的手機,均支持多個導航系統,哪顆衞星信號好就用哪個,用户不需要糾結這個問題。
但是這幾天在看北斗相關新聞時,不少媒體均提到“iPhone不支持北斗”。而且,所有此類新聞,均沒有給出消息來源或者確鑿的證據。
iPhone市場佔有率很可觀,但全系列機型都不支持北斗,這事還是挺反直覺的。作為曾經的手機產品經理,我對這個問題產生了興趣,打算花點時間來調研一下。
想搞清楚這個事,有三個切入角度:
官方公開資料
第三方測試
硬件參數研究
調研就這樣愉快地開始了。然後在第一步就碰了釘子。
驕傲的蘋果
打開蘋果官方網站,選擇頂部的“iPhone”,然後在下方選擇“機型比較”,可以在三個下拉菜單中選擇從iPhone 6開始的所有機型,看他們的參數對比。
從這裏可以看到,從iPhone 6到最新的iPhone 11系列,在“蜂窩網絡和無線連接”這個類別中,關於定位的功能描述,都是“內置GPS/GNSS”。
前文説了,GNSS包括北斗、GPS、格洛納斯、伽利略四大系統。蘋果的描述非常含糊,顯然是不夠的。
在蘋果官網上,點擊頂部的“技術支持”,然後拉到網頁最下方,點擊“資源”欄目的“技術規格”,然後在產品目錄中選擇“iPhone”,可以查看各款機型的更加詳細的技術參數。這裏可以查從iPhone 3GS開始的所有機型規格。
結果如下:
iPhone 3GS和iPhone 4支持“輔助全球衞星定位系統”(A-GPS,GPS與基站定位的結合技術)
iPhone 4S和iPhone 5/5s/5c、iPhone 6/6 Plus、iPhone SE在前者基礎上增加了“GLONASS定位系統”
iPhone6s/6s Plus支持“GPS、GLONASS、Galileo和QZSS定位系統”
iPhone 7/7 Plus、iPhone X、iPhone XS/XS Max支持“輔助 GPS、GLONASS、Galileo 和 QZSS 定位系統”
iPhone 8/8P、iPhone XR、iPhone 11/11Pro/11 Pro Max、iPhone SE2支持“內置 GPS/GNSS”
值得注意的是,iPhone 8和iPhone X,以及iPhone XS和iPhone XR,分別作為同代產品,射頻硬件部分完全一致,但在定位功能方面的描述不一致。
我嘗試另一條路:撥打蘋果400電話,諮詢蘋果官方技術支持。
結果並沒什麼幫助。蘋果400電話的客服人員,同樣是基於官網的上述技術規格來回答用户。關於我的問題“文檔中沒有列出對北斗的支持,是否可以認為該機型不支持北斗”,400客服人員的答覆是,對於沒有寫的功能,他們無法確認是否支持。
不同於安卓手機廠商,蘋果對外披露的硬件信息一向有限,甚至官方從不披露過其手機的RAM內存容量。這條路看來指望不上了。
碰壁的第三方
看到這裏的讀者可能會説,你裝個App測一下iPhone是否能收到北斗信號不就行了,搞那麼複雜幹嘛。
安卓手機想看所在位置的導航衞星情況,確實裝個App就可以做到。我使用的是AndroiTS GPS Test這款App,在華為某旗艦機型上運行結果如下:
但是iOS提供給App開發者調用的位置服務,僅包含位置數據,不包含衞星數據,所以在iPhone上,無法通過App查看當前衞星種類、信號強度等信息。App Store上GNSS View之類的App,星圖信息實際上是通過網絡獲取的,並非手機和操作系統提供。
另一個思路,是看第三方測試報告。手機產品作為一種電子設備和網絡通訊設備,各國對其上市銷售,都是有認證測試要求的。具體的認證種類,中國是3C和CTA,美國是FCC和PTCRB,歐洲是CE和GCF。
但是,此類認證測試不涉及手機定位這種僅接收而不發射信號的功能單元,且認證報告沒有公眾查詢渠道。至於針對手機定位功能的單項測試,目前均由廠家和供應商自行完成,基於搜索引擎也沒有找到類似測試結論。
還有一種硬核的方式,就是自己找一個微波暗室(射頻信號屏蔽室)和北斗模擬信號源,自行完成測試。截止本文完成時,本人沒能搞定親自測試所需的設備,這個鍋就讓疫情背了吧。
硬件參數研究
手機支持不支持北斗,説到底還是個硬件問題。最後的一招,就是從芯片功能入手研究了。
雖然蘋果不公佈具體硬件方案,還好國內外有一些機構,會把每一代iPhone拆個底朝天,這就為我們的研究留了一條路。
開始這個環節之前,先上一張圖,看看手機硬件通用架構:
上圖來自蘋果的供應商之一Murata(村田)的官網。從圖中可以看到,手機的GNSS模塊是獨立於CPU的硬件功能。CPU接收GNSS模塊計算給出的位置數據,以及衞星相關信息。
在iPhone的設計中,CPU和通訊基帶由兩顆獨立的芯片承擔。CPU從iPhone 4開始採用蘋果自研的A系列,而通訊基帶供應商從早期的英飛凌,到iPhone 4 CDMA版本引入高通,至iPhone 4s開始全面採用高通;後來iPhone 7海外版引入英特爾,直至iPhone XS使用英特爾。今年發佈的新款機型,又將回歸高通。
額外提一句,英特爾的通訊基帶業務正是收購自英飛凌,而該業務在去年下半年又被蘋果收購,可以預見的是,幾年後蘋果仍會將這一方案帶回iPhone。
説回衞星定位的話題。部分手機廠家如華為,採用的是WiFi+藍牙+GNSS三合一的獨立芯片,而在蘋果使用的高通和英特爾基帶中,集成了GNSS模塊,WiFi+藍牙由一顆單獨的芯片負責。
所以,要確認iPhone是否硬件支持北斗,就要看高通和英特爾的基帶是否支持北斗。
iPhone 6至今,六代iPhone涉及到的基帶一共八款(iPhone 7、iPhone 8/X同時採用了高通和英特爾基帶),相關文檔就不一一列出了,感興趣可以自行去高通和英特爾官網查詢。直接上結論:
高通所有4G LTE基帶,包括iPhone用的,均支持包括北斗在內的四家GNSS方案。
iPhone 7、iPhone 8/X、iPhone XS/XR到iPhone 11/SE2這四代,使用的英特爾基帶分別為XMM系列的7360、7480、7560、7660。後兩款在官網的product brief中,明確表示支持包括北斗在內的四家GNSS方案,而前兩款定位功能部分沒有具體信息。遺憾的是,由於被蘋果收購,英特爾官網上的XMM系列芯片,詳細技術文檔均已隱藏。
但好在XMM 7360這款芯片被用於Fibocom L850-GL這個LTE模塊,後者廣泛用於聯想、戴爾、惠普等多款筆記本產品。這個模塊在Fibocom官網上有詳細參數,支持包括北斗在內的四家GNSS方案。
英特爾同系列的四代芯片,前後都支持北斗,沒道理7480這一代不支持。
所以我們可以説,所有4G階段的iPhone,硬件都是支持北斗的。而正如前面風電水電的例子,CPU直接從基帶獲取位置信息,並不關心這個位置是通過哪個衞星系統的信號運算得出的。
但這是否意味着,這些iPhone使用了北斗的衞星信號?
根據我的一位前同事提供的信息,蘋果內部的文檔系統表明,由於某些性能問題(可能來自於衞星系統或手機射頻前端),在iPhone的部分舊機型上,蘋果要求基帶廠商修改軟件屏蔽了北斗的數據。
通俗地説,iPhone在這些機型上,可以接收北斗信號,但基帶軟件在計算位置時,不會考慮來自北斗衞星的數據。這樣的修改具體涉及哪些機型,他沒能給出。
但他表示,iPhone 11這一代,是明確可以使用北斗信號的。
總結一下
受限於時間和條件,這是個不完美的研究。但綜合多方資料,我們至少可以得出如下結論:
目前廣為流傳的“iPhone不支持北斗”這個觀點是錯誤的。至少,iPhone 11系列是支持北斗的。至於其他機型,我的答案是“無法確定”。
所有4G的iPhone機型,硬件都是支持北斗的接收和運算的。至於未來官方是否會通過基帶軟件升級解鎖北斗信號,我並不樂觀,因為這涉及到一系列測試和額外工作。
在北斗三代完成聯調測試後,北斗的定位性能將明顯優於其他三家系統,且iPhone今年發佈的新品將回歸高通基帶,因此後續iPhone機型對北斗的支持,無需擔心。
判官:資深產品經理,微信公眾號:判官老司機(ID:panguansays)
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