Resumo
Desde que o sistema de navegação por satélite BeiDou (BDS) entrou em funcionamento experimental, a sua expansão global acelerou. Sendo a base das aplicações do sistema, o desenvolvimento tecnológico dos chips de navegação por satélite BeiDou é crucial. Este artigo revê a história do desenvolvimento do sistema BeiDou e dos chips RDSS, analisa as actuais deficiências e desafios dos chips e prevê as futuras tendências de desenvolvimento.

1. Panorâmica do sistema de navegação por satélite BeiDou
Em 1983, académicos chineses propuseram o conceito de um sistema de posicionamento por satélite duplo, lançando as bases para o sistema BeiDou. De 2000 a 2003, foram lançados com sucesso três satélites BeiDou-1, estabelecendo o sistema de teste com capacidades de posicionamento, sincronização de tempo e comunicação de mensagens curtas. Entre 2007 e 2012, foram lançados 16 satélites, fornecendo serviços para a região da Ásia-Pacífico e estabelecendo-se como o único sistema de satélite do mundo que combina funções de navegação e comunicação.

2. Desenvolvimento e evolução dos chips BeiDou RDSS nacionais
Em 2003, foi lançado o primeiro chip de navegação BeiDou, o BM3002, utilizando um processo de 0,35μm e suportando sinais GPS e GLONASS. Em 2008, foi lançada a segunda geração de chips, como o “Navigator One” e o BM3005. Estes chips adoptaram a arquitetura SOC e integraram núcleos DSP, permitindo o processamento de sinais e a análise de mensagens numa única unidade, com um consumo de energia de aproximadamente 100mW. Em 2012, foram introduzidos chips actualizados, como o BM3013, que suportavam o processamento de modo duplo RDSS e RNSS. O processo foi melhorado para 0,13μm e o consumo de energia foi reduzido para 50mW. O progresso destes chips levou à miniaturização e à adoção generalizada de dispositivos de utilizador, com o número de utilizadores a aumentar de 3.000-5.000 anualmente para quase 20.000.

3. Arquitetura central dos chips BeiDou RDSS
O chip integra um microprocessador ou DSP, memória de grande capacidade, canais de ligação ascendente e descendente RDSS e várias interfaces de comunicação. A unidade de processamento de banda base trata do processamento de sinais, enquanto o microprocessador efectua cálculos de controlo e posicionamento. Os barramentos de alta velocidade ligam os módulos internos, permitindo funções de navegação e comunicação de alta precisão.

4. Deficiências e desafios das pastilhas BeiDou RDSS
Atualmente, a sensibilidade do chip é de -128dBm, inferior aos -159dBm do GPS, o que o torna mais suscetível a factores ambientais e aos ângulos de elevação da antena. A banda de frequência do sinal de downlink está próxima do Bluetooth e do 4G, com uma taxa de sucesso de comunicação de 90%-95% em áreas urbanas. A capacidade de comunicação de mensagens curtas está limitada a 1680 bits por transmissão. Uma transmissão de dados elevada exige vários cartões a funcionar em paralelo, o que conduz a sistemas de maiores dimensões e a um maior consumo de energia. Além disso, o alcance global do RDSS enfrenta desafios como a comutação de feixes. Se forem acrescentados satélites IGSO, as alterações nos satélites visíveis podem afetar a estabilidade das comunicações.

5. Perspectivas para as pastilhas RDSS BeiDou
Os futuros chips precisam de melhorar a sensibilidade, o desempenho dinâmico e as capacidades anti-bloqueio. Os algoritmos tolerantes a falhas de codificação de correção de erros e de sincronização de fotogramas podem melhorar o desempenho da receção. Em ambientes altamente dinâmicos, o processamento do sinal e a compensação do desvio de frequência devem ser optimizados. Espera-se que as tecnologias de integração de múltiplos cartões e de compressão de codificação aumentem a capacidade de comunicação e a fiabilidade. Se a funcionalidade RDSS se expandir para satélites globais, as questões de comutação de feixe devem ser abordadas para garantir taxas de sucesso de comunicação global.

6. Conclusão
Os chips de navegação BeiDou passaram por múltiplas transformações e estão intimamente ligados ao desenvolvimento do sistema. À medida que a concorrência mundial no domínio dos sistemas de navegação por satélite se intensifica, o BeiDou tem importantes oportunidades de desenvolvimento devido à sua integração das funções de navegação e de comunicação. As inovações na tecnologia dos chips serão fundamentais para promover a expansão global do BeiDou.