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iPhone到底支不支持北斗?

判官 · 2020-07-02
我做了一些研究

编者按:本文来自微信公众号“判官老司机”(ID:panguansays),作者:判官老司机,36氪经授权发布。

本文涉及到一些技术话题的讨论。性急或者对技术细节不感兴趣的朋友,可以直接拖到文末看结论。

北斗是啥?

大家每天都在使用手机。目前的智能手机上,涉及到定位的功能,都会用到卫星导航系统。

我国的北斗卫星导航系统(BDS或Beidou)和美国GPS系统、俄罗斯格洛纳斯系统(GLONASS)以及欧盟伽利略系统(Galileo),是被联合国全球卫星导航系统国际委员会认可的全球导航卫星系统(GNSS)四大核心供应商。

由于四大GNSS系统之间已经开展了频段和数据格式的兼容共用协调,目前手机产品采用的定位方案,一般都同时支持这几个系统的卫星信号,因为并不增加任何软硬件成本。

对于用户而言,更是无所谓用哪个系统的信号。举个例子,你使用电器,并不关心电网上的电是风电、水电、火电、核电、太阳能电,还是用爱发电。

还有一个知识点:北斗官方从来没做过手机导航和地图App,所有冠以“北斗”名义的导航和地图App,全是山寨货。

北斗刚建设完成?

6月23日,第三代北斗定位系统—北斗三号的最后一颗全球组网卫星发射升空,6月30日成功定点于地球同步轨道,次日顺利进入长期运行管理模式。至此,北斗三号全球卫星导航系统30颗卫星部署完成,下一步我国将进行北斗全系统联调联试。

在此之前,第二代北斗定位系统—北斗二号系统,在2012年底完成了14颗卫星的发射组网,并已面向全球提供服务。而北斗三号系统,在2018年底建成基本系统后已经开始提供服务。

什么意思呢?北斗导航系统早就可以用了,只是之前在性能、定位精度、功能方面,还没有满血。

需要强调的是,本文涉及到的所有卫星导航系统的场景讨论,仅限于手机被动接收定位信号的基础应用。北斗系统的其他强大功能,今天不讨论。

我的手机是否支持北斗?

前文说了,近几年市面上的手机,均支持多个导航系统,哪颗卫星信号好就用哪个,用户不需要纠结这个问题。

但是这几天在看北斗相关新闻时,不少媒体均提到“iPhone不支持北斗”。而且,所有此类新闻,均没有给出消息来源,或者确凿的证据。

iPhone市场占有率很可观,但全系列机型都不支持北斗,这事还是挺反直觉的。作为曾经的手机产品经理,我对这个问题产生了兴趣,打算花点时间来调研一下。

想搞清楚这个事,有三个切入角度:

  • 官方公开资料

  • 第三方测试

  • 硬件参数研究

调研就这样愉快地开始了。然后在第一步就碰了钉子。

骄傲的苹果

打开苹果官方网站,选择顶部的“iPhone”,然后在下方选择“机型比较”,可以在三个下拉菜单中选择从iPhone 6开始的所有机型,看他们的参数对比。

从这里可以看到,从iPhone6到最新的iPhone11系列,在“蜂窝网络和无线连接”这个类别中,关于定位的功能描述,都是“内置GPS/GNSS”。

前文说了,GNSS包括北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略四大系统。苹果的描述非常含糊,显然是不够的。

在苹果官网上,点击顶部的“技术支持”,然后拉到网页最下方,点击“资源”栏目的“技术规格”,然后在产品目录中选择“iPhone”,可以查看各款机型的更加详细的技术参数。这里可以查从iPhone 3GS开始的所有机型规格。

结果如下:

  • iPhone 3GS和iPhone 4支持“辅助全球卫星定位系统”(A-GPS,GPS与基站定位的结合技术)

  • iPhone 4S和iPhone 5/5s/5c、iPhone6/6P、iPhone SE在前者基础上增加了“GLONASS定位系统”

  • iPhone6s/6sP支持“GPS、GLONASS、Galileo 和 QZSS 定位系统”

  • iPhone 7/7P、iPhone X、iPhone XS/XSMax支持“辅助 GPS、GLONASS、Galileo 和 QZSS 定位系统”

  • iPhone 8/8P、iPhone XR、iPhone11/11P/11PMax、iPhone SE2支持“内置 GPS/GNSS”

值得注意的是,iPhone 8和iPhone X,以及iPhone XS和iPhone XR,分别作为同代产品,射频硬件部分完全一致,但在定位功能方面的描述不一致。

我尝试另一条路:拨打苹果400电话,咨询苹果官方技术支持。

结果并没什么帮助。苹果400电话的客服人员,同样是基于官网的上述技术规格来回答用户。关于我的问题“文档中没有列出对北斗的支持,是否可以认为该机型不支持北斗”,400客服人员的答复是,对于没有写的功能,他们无法确认是否支持。

不同于安卓手机厂商,苹果对外披露的硬件信息一向有限,甚至官方从不披露过其手机的RAM内存容量。这条路看来指望不上了。

碰壁的第三方

看到这里的读者可能会说,你装个App测一下iPhone是否能收到北斗信号不就行了,搞那么复杂干嘛。

安卓手机想看所在位置的导航卫星情况,确实装个App就可以做到。我使用的是AndroiTSGPS Test这款App,在华为某旗舰机型上运行结果如下:

但是iOS提供给App开发者调用的位置服务,仅包含位置数据,不包含卫星数据,所以在iPhone上,无法通过App查看当前卫星种类、信号强度等信息。App Store上GNSS View之类App,星图信息实际上是通过网络获取的,并非手机和操作系统提供。

另一个思路,是看第三方测试报告。手机产品作为一种电子设备和网络通讯设备,各国对其上市销售,都是有认证测试要求的。具体的认证种类,中国是3C和CTA,美国是FCC和PTCRB,欧洲是CE和GCF。

但是,此类认证测试不涉及手机定位这种仅接收而不发射信号的功能单元,且认证报告没有公众查询渠道。至于针对手机定位功能的单项测试,目前均由厂家和供应商自行完成,基于搜索引擎也没有找到类似测试结论。

还有一种硬核的方式,就是自己找一个微波暗室(射频信号屏蔽室),和北斗模拟信号源,自行完成测试。截止本文完成时,本人没能搞定亲自测试所需的设备,这个锅就让疫情背了吧。

硬件参数研究

手机支持不支持北斗,说到底还是个硬件问题。最后的一招,就是从芯片功能入手研究了。

虽然苹果不公布具体硬件方案,还好国内外有一些机构,会把每一代iPhone拆个底朝天,这就为我们的研究留了一条路。

开始这个环节之前,先上一张图,看看手机硬件通用架构:

图片来自苹果的供应商之一Murata(村田)的官网。从图中可以看到,手机的GNSS模块是独立于CPU的硬件功能。CPU接收GNSS模块计算给出的位置数据,以及卫星相关信息。

在iPhone的设计中,CPU和通讯基带由两颗独立的芯片承担。CPU从iPhone 4开始采用苹果自研的A系列,而通讯基带供应商从早期的英飞凌,到iPhone4CDMA版本引入高通,至4S开始全面采用高通;后来iPhone7海外版引入英特尔,直至iPhoneXS全面使用英特尔。今年发布的新款机型,又将回归高通。

额外提一句,英特尔的通讯基带业务正是收购自英飞凌,而该业务在去年下半年又被苹果收购,可以预见的是,几年后苹果仍会将这一方案带回iPhone。

说回卫星定位的话题。部分手机厂家如华为,采用的是WiFi+蓝牙+GNSS三合一的独立芯片,而在苹果使用的高通和英特尔基带中,集成了GNSS模块,WiFi+蓝牙由一颗单独的芯片负责。

所以,要确认iPhone是否硬件支持北斗,就要看高通和英特尔的基带是否支持北斗。

iPhone 6至今,六代iPhone涉及到的基带一共八款(iPhone 7、iPhone 8/X同时采用了高通和英特尔基带),相关文档就不一一列出了,感兴趣可以自行去高通和英特尔官网查询。直接上结论:

高通所有4G LTE基带,包括iPhone用的,均支持包括北斗在内的四家GNSS方案。

iPhone 7、iPhone 8/X、iPhone XS/XR到iPhone 11/SE2这四代,使用的英特尔基带分别为XMM系列的7360、7480、7560、7660。后两款在官网的product brief中,明确表示支持包括北斗在内的四家GNSS方案,而前两款定位功能部分没有具体信息。遗憾的是,由于被苹果收购,英特尔官网上的XMM系列芯片,详细技术文档均已隐藏。

但好在XMM 7360这款芯片,被用于Fibocom L850-GL这款LTE模块,后者广泛用于联想、戴尔、惠普等多款笔记本产品。这款模块在Fibocom官网上有详细参数,支持包括北斗在内的四家GNSS方案。

英特尔同系列的四代芯片,前后都支持北斗,没道理7480这一代不支持。

所以我们可以说,所有4G阶段的iPhone,硬件都是支持北斗的。而正如前面举的风电水电的例子,CPU直接从基带获取位置信息,并不关心这个位置是通过哪个卫星系统的信号运算得出的。

但这是否意味着,这些iPhone使用了北斗的卫星信号?

根据我的一位前同事提供的信息,苹果内部的文档系统表明,由于某些性能问题(可能来自于卫星系统或手机射频前端),在iPhone的部分旧机型上,苹果要求基带厂商修改软件屏蔽了北斗的数据。

通俗的说,iPhone在这些机型上,可以接收北斗信号,但基带软件在计算位置时,不会考虑来自北斗卫星的数据。这样的修改具体涉及哪些机型,他没能给出。

但他表示,iPhone11这一代,是明确可以使用北斗信号的。

结论

受限于时间和条件,这是个不完美的研究。但综合多方资料,我们至少可以得出如下结论:

  • 目前广为流传的“iPhone不支持北斗”这个观点是错误的。至少,iPhone 11系列是支持北斗的。至于其他机型,我的答案是“无法确定”。

  • 所有4G的iPhone机型,硬件都是支持北斗的接收和运算的。至于未来官方是否会通过基带软件升级解锁北斗信号,我并不乐观,因为这涉及到一系列测试和额外工作。

  • 在北斗三代完成联调测试后,北斗的定位性能将明显优于其他三家系统,且iPhone今年发布的新品将回归高通基带,因此后续iPhone机型对北斗的支持,无需担心。

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判官:资深产品经理,虎嗅2017、2019年度作者,著有《产品觉醒》一书

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