孔祥銘

（深圳市恒祥通天線技術有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引 言

移動終端一般體積小、便于攜帶且具有極強的通信功能和良好的人機界面，在信息處理功能方面表現(xiàn)豐富，為目前集成5G通信技術和GPS定位的移動終端設計與開發(fā)創(chuàng)造了良好平臺。文中將5G、GPS等技術有機集成到同一系統(tǒng)中，其在理論研究以及工程實踐方面都具有極高的現(xiàn)實意義。

1 5G通信技術對移動終端設計開發(fā)的影響分析

1.1 5G通信技術的基本特征

5G通信技術屬于第五代移動通信技術，相比于前一代4G技術，5G通信技術網(wǎng)絡在速度表現(xiàn)上更為出色，其基站峰值要求至少在20 Gb/s以上。作為一種新通信技術，其速度存在極大提升空間，目前已經(jīng)達到730 Mb/s以上。

5G通信技術目前已經(jīng)建立了泛在網(wǎng)絡，隨著當前通信業(yè)務的快速發(fā)展，5G通信網(wǎng)絡業(yè)務也無所不在，它在豐富業(yè)務的同時也在復雜場景中被廣泛應用。大體來講，泛在網(wǎng)絡所展現(xiàn)出的價值內(nèi)涵包含兩個層面，分別為廣泛覆蓋與縱深覆蓋。廣泛覆蓋指社會生活各個地方的廣覆蓋，如某些山區(qū)也能做到覆蓋5G網(wǎng)絡，實現(xiàn)5G通信。在縱深覆蓋方面，其采用大量傳感器建立環(huán)境、空氣質(zhì)量地貌變化監(jiān)測體系，這體現(xiàn)了5G通信網(wǎng)絡的縱深覆蓋能力，提供了高品質(zhì)的網(wǎng)絡通信信號深度覆蓋，如在某些網(wǎng)絡品質(zhì)不好的地下停車場、衛(wèi)生間等封閉空間也能覆蓋5G網(wǎng)絡信號[1]。

5G通信技術具有低功耗、低時延特征。首先談低功耗，5G通信技術能夠支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應用，在有功耗要求背景下，5G技術能將功耗直接降低，最大限度改善用戶體驗，確保物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品快速普及于市場。其次談低時延，5G通信技術目前已經(jīng)在工業(yè)自動化、無人駕駛等領域展開操作，保證建立人人、人機信息交流機制，時延范圍控制在1 ms以內(nèi)。在當前網(wǎng)絡應用要求較高的大背景下，5G技術也在新領域應用中大顯身手。例如，在無人駕駛汽車中就采用了5G通信技術，它能夠在瞬間將信息傳送到車輛上做出反應，對車輛進行制動與控制。

除此之外，5G通信技術的互聯(lián)機制也非常成熟，它能夠?qū)崿F(xiàn)“萬物互聯(lián)”。目前，5G互聯(lián)網(wǎng)在智能設備應用方面發(fā)揮了重大價值作用。

1.2 5G網(wǎng)絡對移動終端設計開發(fā)的影響

5G網(wǎng)絡對移動終端設計開發(fā)的影響較大，在結(jié)合現(xiàn)實需要提供帶寬的過程中需要滿足多個環(huán)境的多種要求。首先在快速移動環(huán)境中，其最高速率可達到512 kb/s。另外，5G通信技術對于移動計算的影響較大，體現(xiàn)在網(wǎng)絡速度上，切實促進了移動設備通信能力的全面升級。在未來5G全面普及的時代，必定出現(xiàn)移動終端發(fā)展?jié)M足眾多新業(yè)務要求，主要面向智能化方向快速發(fā)展。另外就是基于多種外設強化移動終端功能，保證品牌終端外設兼容相關外設功能，真正做到外設終端發(fā)展方向全面優(yōu)化。就目前看來，5G移動通信終端已經(jīng)成為了我國移動通信體系中的重要組成環(huán)節(jié)，它在建立開放、統(tǒng)一標準化技術方向體系過程中也希望創(chuàng)建多種制式，結(jié)合多模終端實現(xiàn)全球不同制式背景下的移動終端發(fā)展優(yōu)化[2]。

2 移動終端設計開發(fā)需求分析

目前的移動終端設計開發(fā)需要滿足多方面需求，簡單分析3點。

2.1 移動終端設計開發(fā)主要功能需求

在當前GPS模式配合5G通信技術的背景下，其手持移動設備的應用背景相對較好，在移動智能終端管理、移動車輛管理、地質(zhì)勘探應用管理、巡檢監(jiān)察管理等諸多方面都希望做到技術應用優(yōu)化，為系統(tǒng)優(yōu)化提供多功能內(nèi)容支持。具體來說，目前的移動終端設計開發(fā)其主要功能需求主要包括了語音視頻通信、與5G公共通信網(wǎng)絡進行通信聯(lián)網(wǎng)、存儲資料檢索功能，與此同時實現(xiàn)衛(wèi)星GPS定位，實現(xiàn)信息管理中心數(shù)據(jù)有效協(xié)調(diào)[3]。

2.2 移動終端設計開發(fā)結(jié)構(gòu)需求

就目前來看，移動終端在設計開發(fā)過程中需要匹配極強的通信能力，建立移動終端設備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，其中包括了語音控制、電子導航、數(shù)字秘書、5G通信控制、實時嵌入式操作系統(tǒng)、微小型低功耗計算機硬件平臺以及各種計算機數(shù)據(jù)接口，組建完整的電源系統(tǒng)。

2.3 移動終端設計開發(fā)系統(tǒng)選擇

在移動終端設計開發(fā)中選用嵌入式操作系統(tǒng)，如Linux系統(tǒng)。嵌入式Linux系統(tǒng)主要以Unix作為核心基礎，它可為系統(tǒng)提供較為強大的網(wǎng)絡功能，基于多種選擇創(chuàng)建窗口管理器。該系統(tǒng)可被應用于多種硬件平臺上，在配置許可證與商家合作關系過程中建立不同設備配置，保證Linux高度模塊化機制有效構(gòu)建，體現(xiàn)系統(tǒng)代碼開放性，在定制系統(tǒng)方面更為便捷，最大限度降低開發(fā)費用。實際上，Linux內(nèi)核功能表現(xiàn)強大，且性能穩(wěn)定、小巧靈活、裁減方便，在滿足硬件配置要求基礎上也能完備Linux內(nèi)核，建立輕量級操作系統(tǒng)[4]。

3 集成5G通信技術和GPS定位的移動終端的設計開發(fā)方案與功能實現(xiàn)

3.1 總體設計

對于正常用戶而言，需要利用軟件界面分析功能操作與控制內(nèi)容，保證發(fā)揮移動終端的硬件能力，保證GPS模塊與觸摸式顯示屏應用到位，明確設計目標定位，確保其具有GPS信息數(shù)據(jù)發(fā)送與接收功能、連接監(jiān)聽功能以及GPS信息打包與短消息發(fā)送功能，同時具備一定的錯誤識別功能。就總體設計而言，需要結(jié)合串行接口管理模塊設計GPS定位模塊，保證通過Linux串口操作函數(shù)實現(xiàn)獨立封裝過程。與此同時，要基于串口監(jiān)聽工作實現(xiàn)線程操作，保證串口狀態(tài)下監(jiān)聽到位，合理且正確地判斷不同串口狀態(tài)下的串口數(shù)據(jù)發(fā)送變化，分析其存儲緩沖技術要求，設置相應標志位[5]。

3.2 功能實現(xiàn)

在集成5G通信技術和GPS定位技術以后，需要建立一套完整的移動終端機制，其中的串口設計在功能實現(xiàn)方面表現(xiàn)突出，下文結(jié)合5點具體來談。

3.2.1 串口設置與讀寫功能實現(xiàn)

在串口設置方面，需要利用移動終端系統(tǒng)中的5G通信模塊與GPS模塊共同實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)讀寫，其中主要利用Linux操作系統(tǒng)對串口編程進行分析，提供良好技術支持。具體來講，其串口打開技術流程應該如下：

在Linux串口文件中融入/dev串口一/dev/ttyS0；

打開串口二/dev/ttyS1；

打開串口并通過標準文件打開函數(shù)操作；

基于讀寫方式打開串口fd=open（/dev/ttyS0,0_RDWR）；

If（-1==fd）；

Perror（提示錯誤！）

在設置串口過程中，需要保證串口設置滿足波特率設置要求，同時在校驗位設置與停止位設置方面分析串口設置情況，保證結(jié)構(gòu)成員值分析到位。在這里，要采用到GPS模塊，配合移動終端設備電池限制分析電能節(jié)約方案，保證結(jié)合GPS數(shù)據(jù)打開串口并進行數(shù)據(jù)讀取，在讀取完畢后關閉串口。

3.2.2 串口監(jiān)聽與功能實現(xiàn)

在移動終端設計開發(fā)過程中要分析串口監(jiān)聽功能，保證串口設備采用線程機制對串口狀態(tài)進行監(jiān)聽，同時分析串口的3種狀態(tài)，分別為數(shù)據(jù)連接狀態(tài)、監(jiān)聽狀態(tài)以及語音連接狀態(tài)。收發(fā)數(shù)據(jù)過程中主要通過判斷狀態(tài)來決定處理機制，保證狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖設置到位，優(yōu)化數(shù)據(jù)流。在數(shù)據(jù)流中就涵蓋兩種信息內(nèi)容，分別為GPS數(shù)據(jù)信息與文字命令編號信息，主要通過附加數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)區(qū)分信息類型，列出全部通信事件與處理方法。在這里就運用到了5G single-slot機制，結(jié)合接收數(shù)據(jù)內(nèi)容分析相應處理方法，發(fā)送slot處理函數(shù)，對相應模塊處理結(jié)果進行分析，如此才能實現(xiàn)對整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)流的有效傳輸[6]。

3.2.3 通信接口函數(shù)模型設計與功能實現(xiàn)

在集成5G通信技術與GPS定位技術建立移動終端過程中應該思考其通信接口函數(shù)模型構(gòu)建過程，滿足功能實現(xiàn)要求，結(jié)合AT命令實現(xiàn)功能內(nèi)容。結(jié)合功能子函數(shù)分析執(zhí)行特定內(nèi)容，建立AT命令函數(shù)機制，對函數(shù)發(fā)送AT命令進行判斷，分析子函數(shù)完成工作內(nèi)容，保證函數(shù)嵌入對上層，形成接口函數(shù)有效信息，直接發(fā)送AT命令控制移動終端，體現(xiàn)更大的靈活性與獨立性，便于終端有效調(diào)試。例如，采用嵌入式Linux網(wǎng)絡設備接口建立通用功能機制，保證網(wǎng)絡設備遵循接口，結(jié)合內(nèi)核最底層網(wǎng)絡層的IP協(xié)議模塊設計要求。在PPP項目中也可以注冊網(wǎng)絡接口，結(jié)合接口面向IP層接收和發(fā)送數(shù)據(jù)服務，代替TTY終端例程分析串口驅(qū)動連接Modem和Internet，保證物理層與Internet數(shù)據(jù)有效交換[7]。

3.2.4 GPS數(shù)據(jù)解析與功能實現(xiàn)

在移動終端設計開發(fā)過程中合理利用串口緩沖區(qū)，對GPS數(shù)據(jù)存放內(nèi)容進行分析，建立數(shù)據(jù)緩沖區(qū)Buffer，對數(shù)據(jù)提取信息內(nèi)容進行分析，建立windows附件中的超級終端。在觀察GPS接收機發(fā)送數(shù)據(jù)格式過程中需要分析GPS接收機的標準規(guī)格內(nèi)容，保證傳輸資料格式滿足通信協(xié)議要求，介紹GPS數(shù)據(jù)格式背景下的定位應用內(nèi)容，并將數(shù)據(jù)解析算法設計到移動終端中，希望實現(xiàn)其功能應用，滿足GPS數(shù)據(jù)解析要求。在初始化程序過程中要設置緩沖區(qū)，設置布爾量標志，形成GSA-Rflag，正確判斷數(shù)據(jù)接收情況。再一點就是通過數(shù)據(jù)頭來判斷數(shù)據(jù)內(nèi)容，保證判斷標志位，對緩沖區(qū)數(shù)據(jù)移入結(jié)構(gòu)進行分析，完成數(shù)據(jù)解析過程[8]。

3.2.5 GPS封裝與功能實現(xiàn)

在GPS封裝過程中要實現(xiàn)模塊功能，實現(xiàn)某些封裝功能。具體來講，首先要保證串行口控制到位，通過GPS設備來連接串行口，識別GPS設備隨機接入內(nèi)容，保證建立主動控制機制。其次要自動讀取數(shù)據(jù)內(nèi)容，主要按照GPS點系列來設置時間間隔內(nèi)容，并讀取相關數(shù)據(jù)。在這一過程中要解析并保存數(shù)據(jù)內(nèi)容，確保解析讀入數(shù)據(jù)到位，保存特定緩沖區(qū)內(nèi)容，建立軟件機制管理緩沖區(qū)，記錄不同設備數(shù)據(jù)背景下的相關數(shù)據(jù)使用狀況。在傳輸GPS數(shù)據(jù)過程中，需要參考一定協(xié)議對GPS數(shù)據(jù)信息進行封裝處理，建立固定幀數(shù)結(jié)構(gòu)。而在通過CDMA無線網(wǎng)絡或短信息方式建立傳輸點過程中也需要設置伙伴節(jié)點，完成定位導航功能需求[9]。

4 結(jié) 論

總體看來，移動終端便于攜帶、體積小且通信功能強大，因此集成當前的5G通信技術與GPS定位技術來設計開發(fā)移動終端是有必要的。這就希望合理應用5G通信技術與GPS定位技術，保證基于多點技術原則設計技術框架，實現(xiàn)某些重要功能，提高移動終端的整體開發(fā)水平。換而言之，就是要基于移動計算瓶頸與限制制約條件來實現(xiàn)技術突破，保證移動終端設計與開發(fā)到位。