集成5G通信技术和GPS定位的移动终端设计与开发

孔祥铭

（深圳市恒祥通天线技术有限公司，广东 深圳 518000）

0 引 言

移动终端一般体积小、便于携带且具有极强的通信功能和良好的人机界面，在信息处理功能方面表现丰富，为目前集成5G通信技术和GPS定位的移动终端设计与开发创造了良好平台。文中将5G、GPS等技术有机集成到同一系统中，其在理论研究以及工程实践方面都具有极高的现实意义。

1 5G通信技术对移动终端设计开发的影响分析

1.1 5G通信技术的基本特征

5G通信技术属于第五代移动通信技术，相比于前一代4G技术，5G通信技术网络在速度表现上更为出色，其基站峰值要求至少在20 Gb/s以上。作为一种新通信技术，其速度存在极大提升空间，目前已经达到730 Mb/s以上。

5G通信技术目前已经建立了泛在网络，随着当前通信业务的快速发展，5G通信网络业务也无所不在，它在丰富业务的同时也在复杂场景中被广泛应用。大体来讲，泛在网络所展现出的价值内涵包含两个层面，分别为广泛覆盖与纵深覆盖。广泛覆盖指社会生活各个地方的广覆盖，如某些山区也能做到覆盖5G网络，实现5G通信。在纵深覆盖方面，其采用大量传感器建立环境、空气质量地貌变化监测体系，这体现了5G通信网络的纵深覆盖能力，提供了高品质的网络通信信号深度覆盖，如在某些网络品质不好的地下停车场、卫生间等封闭空间也能覆盖5G网络信号[1]。

5G通信技术具有低功耗、低时延特征。首先谈低功耗，5G通信技术能够支持大规模物联网应用，在有功耗要求背景下，5G技术能将功耗直接降低，最大限度改善用户体验，确保物联网产品快速普及于市场。其次谈低时延，5G通信技术目前已经在工业自动化、无人驾驶等领域展开操作，保证建立人人、人机信息交流机制，时延范围控制在1 ms以内。在当前网络应用要求较高的大背景下，5G技术也在新领域应用中大显身手。例如，在无人驾驶汽车中就采用了5G通信技术，它能够在瞬间将信息传送到车辆上做出反应，对车辆进行制动与控制。

除此之外，5G通信技术的互联机制也非常成熟，它能够实现“万物互联”。目前，5G互联网在智能设备应用方面发挥了重大价值作用。

1.2 5G网络对移动终端设计开发的影响

5G网络对移动终端设计开发的影响较大，在结合现实需要提供带宽的过程中需要满足多个环境的多种要求。首先在快速移动环境中，其最高速率可达到512 kb/s。另外，5G通信技术对于移动计算的影响较大，体现在网络速度上，切实促进了移动设备通信能力的全面升级。在未来5G全面普及的时代，必定出现移动终端发展满足众多新业务要求，主要面向智能化方向快速发展。另外就是基于多种外设强化移动终端功能，保证品牌终端外设兼容相关外设功能，真正做到外设终端发展方向全面优化。就目前看来，5G移动通信终端已经成为了我国移动通信体系中的重要组成环节，它在建立开放、统一标准化技术方向体系过程中也希望创建多种制式，结合多模终端实现全球不同制式背景下的移动终端发展优化[2]。

2 移动终端设计开发需求分析

目前的移动终端设计开发需要满足多方面需求，简单分析3点。

2.1 移动终端设计开发主要功能需求

在当前GPS模式配合5G通信技术的背景下，其手持移动设备的应用背景相对较好，在移动智能终端管理、移动车辆管理、地质勘探应用管理、巡检监察管理等诸多方面都希望做到技术应用优化，为系统优化提供多功能内容支持。具体来说，目前的移动终端设计开发其主要功能需求主要包括了语音视频通信、与5G公共通信网络进行通信联网、存储资料检索功能，与此同时实现卫星GPS定位，实现信息管理中心数据有效协调[3]。

2.2 移动终端设计开发结构需求

就目前来看，移动终端在设计开发过程中需要匹配极强的通信能力，建立移动终端设备系统结构图，其中包括了语音控制、电子导航、数字秘书、5G通信控制、实时嵌入式操作系统、微小型低功耗计算机硬件平台以及各种计算机数据接口，组建完整的电源系统。

2.3 移动终端设计开发系统选择

在移动终端设计开发中选用嵌入式操作系统，如Linux系统。嵌入式Linux系统主要以Unix作为核心基础，它可为系统提供较为强大的网络功能，基于多种选择创建窗口管理器。该系统可被应用于多种硬件平台上，在配置许可证与商家合作关系过程中建立不同设备配置，保证Linux高度模块化机制有效构建，体现系统代码开放性，在定制系统方面更为便捷，最大限度降低开发费用。实际上，Linux内核功能表现强大，且性能稳定、小巧灵活、裁减方便，在满足硬件配置要求基础上也能完备Linux内核，建立轻量级操作系统[4]。

3 集成5G通信技术和GPS定位的移动终端的设计开发方案与功能实现

3.1 总体设计

对于正常用户而言，需要利用软件界面分析功能操作与控制内容，保证发挥移动终端的硬件能力，保证GPS模块与触摸式显示屏应用到位，明确设计目标定位，确保其具有GPS信息数据发送与接收功能、连接监听功能以及GPS信息打包与短消息发送功能，同时具备一定的错误识别功能。就总体设计而言，需要结合串行接口管理模块设计GPS定位模块，保证通过Linux串口操作函数实现独立封装过程。与此同时，要基于串口监听工作实现线程操作，保证串口状态下监听到位，合理且正确地判断不同串口状态下的串口数据发送变化，分析其存储缓冲技术要求，设置相应标志位[5]。

3.2 功能实现

在集成5G通信技术和GPS定位技术以后，需要建立一套完整的移动终端机制，其中的串口设计在功能实现方面表现突出，下文结合5点具体来谈。

3.2.1 串口设置与读写功能实现

在串口设置方面，需要利用移动终端系统中的5G通信模块与GPS模块共同实现串口数据读写，其中主要利用Linux操作系统对串口编程进行分析，提供良好技术支持。具体来讲，其串口打开技术流程应该如下：

在Linux串口文件中融入/dev串口一/dev/ttyS0；

打开串口二/dev/ttyS1；

打开串口并通过标准文件打开函数操作；

基于读写方式打开串口fd=open（/dev/ttyS0,0_RDWR）；

If（-1==fd）；

Perror（提示错误！）

在设置串口过程中，需要保证串口设置满足波特率设置要求，同时在校验位设置与停止位设置方面分析串口设置情况，保证结构成员值分析到位。在这里，要采用到GPS模块，配合移动终端设备电池限制分析电能节约方案，保证结合GPS数据打开串口并进行数据读取，在读取完毕后关闭串口。

3.2.2 串口监听与功能实现

在移动终端设计开发过程中要分析串口监听功能，保证串口设备采用线程机制对串口状态进行监听，同时分析串口的3种状态，分别为数据连接状态、监听状态以及语音连接状态。收发数据过程中主要通过判断状态来决定处理机制，保证状态转换图设置到位，优化数据流。在数据流中就涵盖两种信息内容，分别为GPS数据信息与文字命令编号信息，主要通过附加数据分析数据区分信息类型，列出全部通信事件与处理方法。在这里就运用到了5G single-slot机制，结合接收数据内容分析相应处理方法，发送slot处理函数，对相应模块处理结果进行分析，如此才能实现对整个系统数据流的有效传输[6]。

3.2.3 通信接口函数模型设计与功能实现

在集成5G通信技术与GPS定位技术建立移动终端过程中应该思考其通信接口函数模型构建过程，满足功能实现要求，结合AT命令实现功能内容。结合功能子函数分析执行特定内容，建立AT命令函数机制，对函数发送AT命令进行判断，分析子函数完成工作内容，保证函数嵌入对上层，形成接口函数有效信息，直接发送AT命令控制移动终端，体现更大的灵活性与独立性，便于终端有效调试。例如，采用嵌入式Linux网络设备接口建立通用功能机制，保证网络设备遵循接口，结合内核最底层网络层的IP协议模块设计要求。在PPP项目中也可以注册网络接口，结合接口面向IP层接收和发送数据服务，代替TTY终端例程分析串口驱动连接Modem和Internet，保证物理层与Internet数据有效交换[7]。

3.2.4 GPS数据解析与功能实现

在移动终端设计开发过程中合理利用串口缓冲区，对GPS数据存放内容进行分析，建立数据缓冲区Buffer，对数据提取信息内容进行分析，建立windows附件中的超级终端。在观察GPS接收机发送数据格式过程中需要分析GPS接收机的标准规格内容，保证传输资料格式满足通信协议要求，介绍GPS数据格式背景下的定位应用内容，并将数据解析算法设计到移动终端中，希望实现其功能应用，满足GPS数据解析要求。在初始化程序过程中要设置缓冲区，设置布尔量标志，形成GSA-Rflag，正确判断数据接收情况。再一点就是通过数据头来判断数据内容，保证判断标志位，对缓冲区数据移入结构进行分析，完成数据解析过程[8]。

3.2.5 GPS封装与功能实现

在GPS封装过程中要实现模块功能，实现某些封装功能。具体来讲，首先要保证串行口控制到位，通过GPS设备来连接串行口，识别GPS设备随机接入内容，保证建立主动控制机制。其次要自动读取数据内容，主要按照GPS点系列来设置时间间隔内容，并读取相关数据。在这一过程中要解析并保存数据内容，确保解析读入数据到位，保存特定缓冲区内容，建立软件机制管理缓冲区，记录不同设备数据背景下的相关数据使用状况。在传输GPS数据过程中，需要参考一定协议对GPS数据信息进行封装处理，建立固定帧数结构。而在通过CDMA无线网络或短信息方式建立传输点过程中也需要设置伙伴节点，完成定位导航功能需求[9]。

4 结 论

总体看来，移动终端便于携带、体积小且通信功能强大，因此集成当前的5G通信技术与GPS定位技术来设计开发移动终端是有必要的。这就希望合理应用5G通信技术与GPS定位技术，保证基于多点技术原则设计技术框架，实现某些重要功能，提高移动终端的整体开发水平。换而言之，就是要基于移动计算瓶颈与限制制约条件来实现技术突破，保证移动终端设计与开发到位。