5G技术下的无线通信系统设计实用性

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了5G技术下的无线通信系统设计实用性范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

【摘要】为了解决以往4G通信出现的卡顿现象，对网络通信系统展开研究是具有必要性的，基于此，提出了5g技术下无线通信系统设计及实用性分析。在系统总体设计框图支持下，以MCS51单片机为核心，设计无线通信系统硬件，根据外部控制器控制地址延迟情况，避免数据丢失。以控制功能和无线通信功能为主，设计软件部分。通过5G技术无线通信系统在各个领域中的应用，可分析其应用前景，有助于移动通信网络快速发展。

【关键词】5G技术；无线通信；实用性；服务器

引言：

随着我国通信技术从3G时期到当前4G时期的同步，网络化时代为社会各领域提供了服务。在4G通信技术的广泛推广和应用中，新的5G时代已经快速到来，作为引领万物互联的新一代移动通信技术，5G具有速率高、大宽带、低时延的优点，将成为未来全球无线通信领域的一个主要技术[1]。5通信产业不仅推动了我国ICT产业的进一步融合，同时还极大的促进了我国经济的飞速发展，5G无线通信技术缩短了我国通信技术与国外通信技术之间的差距，为我国通信产业的发展做出了重要的贡献[2]。

一、5G技术下无线通信系统总体结构设计

通过对原有的电路交换方式上引入两个新的网络节点，作为全球移动通讯系统网络上的服务支持节点和网关支持节点，以此实现安全功能和接入控制。5G技术无线通信系统在终端接口获取客户系统数据，经过解析处理后再由5G技术终端分组数据发送到全球移动通讯系统基站。若分组数据是发送到另一个5G技术终端,则数据由5G技术骨干网发送到服务支持节点，再经管理系统发送到5G技术终端[3]。

二、系统硬件结构设计

根据5G技术无线通信的特点，采用嵌入式5G技术进行通信系统硬件结构的设计，硬件结构模块主要包括嵌入TCP/IP的单片机、5G技术模块、SIM卡座、外部接口和扩展数据存储器等部分组成。MCS51负责控制5G技术模块的接收和发送信息，通过标准RS232串口和外部控制器或数据采集端进行数据通信，利用软件实现数据的转发、中断过程。

2.1数据存储器模块

系统数据存储器模块是由多个存储单元组成，用来存储各种数据信息和存储程序指令的记忆设备，具有存储容量大、存取速度快的优点。存储器在工作时通过对存储单元地址存放或读取各类信息，并对每个单元的二进制数据保存为地址码，存储器在集成电路中可以形成没有实物形式的存储功能的电路，通过大量存储单元组成的阵列、地址译码、读写控制电路等组成存储集成电路，与I/O接口和一些相关的电路存取控制管理形成存储芯片。当需要进行数据写入芯片时，行列地址先后将RAS和CAS锁存在芯片内部，将数据写入选中的存贮单，5G技术的数据存储管理系统实现了为用户提供更加安全方便、高效率和极大存储空间的数据管理服务。

2.2MCS51单片机模块

MCS51单片机模块是在原始MCS48单片机的基础上添加了更多电路单元，将随机存储器、中央处理器、只读存储器、定时器等功能集成到同一块硅片上，集成超大规模的电路芯片，是一种结构先进、功能强、稳定可靠的电路技术。MCS51单片机有4个I/O端口，其中P0端口是一个8位漏极双向I/O端口，包括1个输出锁存器、2个三态缓冲器、1个输出驱动器和1个输出控制端。驱动器负责控制一端信号输出，通过一对场效应管、1个与门、1个反相器和1个转换开关等进行输出，输出状态受控制端影响；P1端口负责数据的输入/输出，的作用具有输出锁存静态口，可以对输入的信息进行读引脚和读锁存器，对输出的信息进行锁存，并将内部总线输出数据经过锁存器反相后，存锁到端口线上；P2端口只负责地址总线口使用，具有双向I/O带内部上电阻的8位的准向双口，当转换器开关MUX启动时输出级和锁存器直接连通，在访问外部存储器操作过程中，端口可以不断输送出地址8位以上；P3端口是一个8位双向I/O口，输出功能控制线为高电平，与P1端口相同，非门输出取决于锁存器状态，即可作为第一功能口，也可进行独立定义。

2.3外部控制器模块

系统外部控制器模块分别由自体测试接口模块、低速读写控制模块、高速流读写控制模块组成，自体测试接口模块是将写入控制模块之中的数据进行读出与写入的对比测试，通过测试结果显示正常或错误，则表示控制模块有无效果，实现自体测试；低速读写控制模块负责对控制模块指定地址的单个数据进行直接的写入读取；高速流读写控制模块可对控制模块任意地址的数据进行大批量的写入读取。外部控制器模块采用SATA2.0控制器与MSM6290高速存储芯片作为存储介质，发挥了控制效率高、速度快的特点，节省了数据传输的寻道时间。SATA2.0控制器由物理层、链路层、传出层和命令控制层进行控制工作，当数据从物理层进行收发到命令层的过程中，每一层都是由自体检测状态机进行控制的。数据存储器命令控制界面，通过将采集命令与数据分层，加快数据的原语交互、信息处理和命令生成，提高了控制速度，增加了数据传输的稳定性和可靠性，发挥了系统硬件结构的优势。

三、软件部分设计

3.1无线通信控制功能

5G技术无线通信系统在软件部分设计中，通过对无线通信控制功能和服务功能的优化设计，完善了软件功能。针对无线通信控制功能设计软件系统的整体结构、划分功能模块实现算法和具体的代码，系统在软件体系中主要针对模块的层次结构和数据结构进行有效分割，在模块初始化过程中对每个子模块都进行精准的处理规范，实现软件程序的控制功能。数据结构在对数据进行记录存储时，通过对数据组织、关联程度和信息的有效处理，实现数据的高效存储，增加了数据结构设计的灵活性。当外部控制器控制模块启动时，经过自体测试检查，根据参数设置需求，对参数进行全部写入读取存储器或直接从数据器中写入读取，通信功能直接与PC主机通信，软件流程分别对FPGA时序和分时操作进行程序顺序、命令的循环重复控制，提高了无线通信的控制功能。

3.2无线通信服务功能

无线通信服务端中的数据链路层主要负责主控模块以相应格式，传送到命令层并进行处理，数据链路层可以有效控制数据碰撞，在执行命令处理流程中以地址顺序和查询驱动状态为基础，通过控制数据处理模块，使模块指令相同，待数据处理完毕后，再进行扫描。扫描开始前，查询当前驱动模块响应状态，发送驱动命令，更新控制模块状态并设置查询地址。地址设置完成后，利用同种方式实现静态扫描，然后再不断重复上述操作直到扫描结束。在正常状态下，系统通电后监控系统处于静止状态。设置地址后，地址就会+1，一旦系统通电，能够实现控制与驱动模块扫描。

四、5G技术下无线通信系统实用性分析

4.1安卓系统中的应用

5G技术下的通信系统存储器读写速度非常快，一些传统的存储设备很难适用5G网络，在当前智能手机、平板电脑等许多移动设备之中，应用安卓系统的较为广泛。安卓系统的操作与其他操作系统并无太大区别，只是系统在研发时增加了开放源代码，系统分别为应用程序框架层、应用程序层、系统内核层和系统运行库层四个分层架构。由于安卓系统具有开放源代码，可以把5G纳米技术应用于安卓系统的内核层之中，使硬盘驱动和系统基础文件有效分离，快速从硬盘驱动到云终端同步再到终端。5G高速传输技术不仅可以节约终端系统的存储空间，而且还提高了终端系统硬件设备的性能，在安卓系统的应用中增加了系统的安全性和稳定性。

4.2光场相机中的应用

光场相机在拍照时利用光场技术只需构图拍照就可，不需要进行对焦，而且抓拍过程中可以在低光或影像高速移动情况下就能拍出清晰的照片。光场相机与传统相机内部结构不同，通过主镜头和感光器之间布满的显微镜阵列接收光线，追踪光线落地就可以快速清晰地拍出完美照片。但是光场相机的照片需要相对较大的容量，而5G的高速存储功能正好能够满足光场相机的需求，可以有效解决光场超片容量大的问题，提高光场相机的应用功能。

4.3在云计算领域中的应用

在现代互联网技术中，云计算是基于互联网应用的相关服务和虚拟化资源，云计算的运算速度可达每秒十万亿次，为用户提供了安全可靠的数据存储中心。未来发展中5G的应用不仅可以提高云计算的整体运作能力，还能有效避免数据泄露、丢失和病毒入侵的发生。同时强大的5G能够增加大量和规模化的云计算商业应用，实现经济效益的无限增长。

参考文献

[1]郑冰,杨文铂,李航.采摘机器人无线通信系统设计—基于LTE-advanced与微粒群算法[J].农机化研究,2018,40(3):198-202.

[2]黄河清.采空区无线温度传感网络的通信系统设计[J].煤炭技术,2018,3(6):269-271.

[3]张凯斐,张菊芳,王翠娥.无线光纤通信网络衰减信号挖掘系统设计[J].激光杂志,2018,4(8):174-177.

作者：舒诚诚 单位：浙江中通文博服务有限公司