GPS Super Précis à Venir Sur Les Smartphones En 2018
Les puces GPS de Broadcom boostent leur précision à 30 centimètres. Nous y avons tous été. Vous conduisez sur l’autoroute, comme votre application de navigation vous l’a demandé, quand Siri vous dit de “continuer vers l’est sur un demi-mille, puis de rejoindre l’autoroute” . Mais vous y êtes déjà! Après un moment de confusion et souvent quelques mots grossiers sur Siri et sa famille d’AI( intelligence artificielle) étendue, vous réalisez le problème: Votre GPS n’est pas assez précis pour que votre application de navigation vous indique à temps si vous êtes sur l’autoroute ou sur la route.
Vous n’allez prochainement plus avoir ce genre de problèmes. À la conférence de l’Institute of Navigation GNSS + à Portland, Oregon, en septembre, Broadcom a annoncé qu’elle fournissait à ses clients des échantillons de la première puce grand public afin de tirer parti d’une nouvelle génération de signaux satellites de navigation mondiale.
Cette nouvelle puce donnera à la prochaine génération de smartphones une précision de 30 centimètres par rapport aux 5 mètres actuels. Encore mieux, elle fonctionne même dans les canyons en béton des villes, et elle consomme la moitié de la puissance de la génération actuelle de puces. La puce, le BCM47755, a été incluse dans la conception de certains smartphones dont la sortie est prévue en 2018, mais que Broadcom n’a pas encore révélé lequel.
Le GPS et d’autres systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS), tels que l’Européen Galileo, le Japonais QZSS et le Russe Glonass, permettent au récepteur de déterminer sa position en calculant sa distance à partir de trois satellites ou plus. Tous les satellites GNSS – même les générations les plus anciennes encore en usage – diffusent un message appelé signal L1, qui comprend l’emplacement du satellite, l’heure et un modèle de signature d’identification. Une génération plus récente diffuse un signal plus complexe appelé L5 à une fréquence différente en plus du signal L1 hérité. Le récepteur utilise essentiellement ces signaux pour fixer sa distance à chaque satellite en fonction du temps nécessaire pour passer du satellite au récepteur.
Le récepteur de Broadcom se verrouille d’abord sur le satellite avec le signal L1, puis affine sa position calculée avec le L5. Ce dernier est supérieur, surtout dans les villes, car il est beaucoup moins sujet aux distorsions des réflexions multi-trajets que L1.
Dans une ville, les signaux du satellite atteignent le récepteur directement et en rebondissant sur un ou plusieurs bâtiments. Le signal direct et toutes les réflexions arrivent à des temps légèrement différents, et si elles se chevauchent, elles s’ajoutent pour former une sorte de blob de signal. Le récepteur cherche le pic de ce blob pour fixer l’heure d’arrivée. Mais plus le blob est désordonné, moins il est précis et moins la position calculée sera précise.
Signaux maigres: Pour être précis, les récepteurs ont besoin du signal qui prend le plus court chemin depuis le satellite [vert]. Les signaux satellites classiques L1 se chevauchent avec leurs réflexions [bleues et violettes] pour former des “blobs” de signal, qui masquent le chemin le plus court. Les signaux L5 ne chevauchent pas leurs réflexions, de sorte que les récepteurs peuvent facilement trouver le signal qui arrive en premier.
Bien qu’il existe actuellement des systèmes avancés qui utilisent le L5 sur le marché, ils sont généralement utilisés à des fins industrielles, comme l’exploration pétrolière et gazière. Le BCM47755 de Broadcom est la première puce grand public utilisant L1 et L5.
Pourquoi cela se passe-t-il seulement maintenant? “Jusqu’à présent, il n’y avait pas assez de satellites L5 en orbite”, explique Manuel del Castillo, directeur associé du marketing des produits GNSS chez Broadcom. À ce stade, il y a environ 30 de ces satellites en orbite, comptant un ensemble qui ne vole que sur le Japon et l’Australie. Même dans la “fenêtre étroite du ciel d’une ville, vous pouvez en voir six ou sept, ce qui est plutôt bien”, explique M. del Castillo. “Alors maintenant est le bon moment pour lancer.”
Broadcom a dû obtenir l’exactitude améliorée pour travailler dans le budget de puissance limité d’un smartphone. Fondamentalement, cela se résumait à trois choses: passer à un processus de fabrication de puces de 28 nanomètres plus efficace, adopter une nouvelle architecture radio (dont Broadcom ne divulguerai pas les détails) et la conception d’un concentrateur de capteur à double cœur économique en énergie. Au total, ils ajoutent jusqu’à 50% d’économie d’énergie par rapport à la puce précédente moins précise.
Le BCM47755 est juste le dernier développement dans une poussée mondiale pour la précision de navigation de niveau centimétrique. Bosch, Geo ++, Mitsubishi Electric et U-blox ont créé une coentreprise appelée Sapcorda Services en août pour atteindre cet objectif. Sapcorda semble dépendre de l’utilisation des stations installées au sol pour mesurer les erreurs dans les signaux des satellites GPS et Galileo en raison des distorsions atmosphériques. Ces mesures seraient ensuite envoyées aux récepteurs dans des combinés et autres systèmes pour améliorer la précision.
Le système japonais satellitaire Quasi-Zenith (QZSS) de 1,9 milliard de dollars US repose également sur la correction d’erreurs, mais il améliore encore la navigation urbaine en ajoutant un ensemble de satellites garantissant que l’un d’eux est directement visible, même dans la partie la plus dense de Tokyo. Le troisième de ces quatre satellites a été lancé en août. Un quatrième était prévu en octobre et le système devrait entrer en service en 2018.
Les fabricants de puces GNSS concurrents n’ont pas annoncé les puces L1 / L5 grand public pour les smartphones, mais certains travaillent sur des produits similaires. U-blox dit qu’il travaille sur une puce radio double mais ne donnerait pas de détails; Qualcomm annonce qu’il livrera des produits «bientôt». STMicroelectronics, en tant que membre d’un consortium de recherche appelé Moteur de positionnement des applications critiques de sécurité européennes, travaille sur une puce grand public destinée au secteur automobile. La puce profitera des nouveaux signaux anti-spoofs des satellites Galileo, qui seront diffusés en 2018.
