數字化背景下的無線通信工程技術應用探究

葛楹

中時訊通信建設有限公司 廣東 廣州 510030

引言

自從人類誕生之日起，信息和數據的傳輸、交互已經成為一種非常重要的，必不可少的社會性活動，無線通信的起源，實際上可以追溯到好幾千年前。當時，人們在戰爭中，會使用烽火臺來傳播對應的信息，這實際上也就是我們通俗意義上所說的無線電通信。18世紀末，馬可尼發明了無線電報。這同樣也就意味著，現代無線通信技術因此而誕生。與有線通信技術相比，無線通信技術具有許多與生俱來的優點。所以從這個角度來說，特別是如今隨著現代社會和經濟的發展，無線通信在社會各領域都得到了越來越廣泛的應用。近年來，隨著知識經濟時代的到來，以及互聯網科學技術的普及應用，從一定程度上推動了無線通信工程技術的進一步發展。整體發展模式不僅得到了進一步拓展，而且無線通信技術的安全性，也得到了一定程度的提高。無線通信工程技術不僅與社會大眾的日常生活和工作緊密相連，而且也直接推動著現代化科學技術信息的不斷進步，比如說：無線通信技術的應用，能夠推動國內航空航天技術產業的發展，更能夠幫助各領域建立相應的導航系統等，這些都是無線通信在社會大眾具體生活中一些比較有代表性的應用案例。

1 無線通信概述

1.1 基本原理

無線通信工程技術，實際上就是不再利用網絡線等一些媒介，為了實現信息數據的實時傳輸，無線通信技術應運而生。無線通信技術，主要是利用電磁波來傳輸信息數據。一般來說，無線通信系統由3部分組成。例如，以簡單的電話通信為例，電話通信主要由天線、接收機和發射機這3部分構成。這3部分的基本功能是通過音頻傳輸特定的音頻信號，當整個程序成為射頻載波信號時，就可以傳輸到天線上。將音頻信號調制成高頻調制載波信號，再轉換成射頻載波信號。此外，為了進一步實現遠途距離的信息傳輸，需要增加信號自身的能量，這也可以通過不斷放大電路來實現。天線可以將電信號直接轉換成電磁波，或者，如果這個過程可以重復，也可以反過來改變它。從本質上講，天線是一種能量轉換，天線可以通過內部電場的變化和磁場的變化，激發下一個變化的電場，按順序，還可以進一步實現電場和磁場之間能量的轉換，為實現電磁波的產生和傳播奠定基礎[1]。因為一般來說，射頻載波信號的頻率相對于其他信號高，所以射頻載波信號之間的磁場比后續產生的電場相對更快，這樣不僅可以使電磁波的傳播更迅速，并且還可以提高傳輸速度。接收機接收到來自天線的視頻載波信號后，首先要做的工作是放大信號或直接去除無用信號。同時，濾波可以進一步去除一些內部噪聲，但由于射頻載波信號本身不攜帶信息的功能，它只能傳輸信息，所以從這個角度來看，如果想要分離整個信息傳輸過程，那么就需要解調。通過解調，可以將原始音頻信號放大并再次輸出，從而實現無線通信。

1.2 無線通信的主要特征

與有線通信相比，無線通信總體建設成本較低，靈活性較高。無線通信更適合在惡劣的自然條件下使用。如果網絡擴展的過程比較容易，一旦網絡出現故障，使用無線通信進行維護，步驟就會比較簡單，但是換句話說，無線通信在實際應用的過程中，也確實存在一些不可避免的問題：首先，無線通信與有線通信相比而言穩定性差，而且隨著距離的增加，也有可能變得更不穩定。其次，無線通信比有線通信更不可靠。因為無線通信的電磁波可以被“捕獲”，并直接被破解。這樣，用戶的信息就會被泄露。最后，無線通信的速度不如有線通信的速度快。實際上，無線通信技術發展到現在，整體的網絡速度已經有了非常大的提升，但是相對于有線網絡來說，確實還有一定的差距。

2 無線通信工程技術的主要分類以及應用

2.1 微波與Wi-Fi通信工程技術應用

中程無線通信工程技術主要應用于幾百米到幾千米之間的通信傳輸。中程無線通信工程技術，主要是微波通信技術和Wi-Fi技術。微波信息傳輸容量相對來說比較大，信息數據的傳輸和質量也會更高，且穩定性較高[2]。但是，由于微波的傳輸原理與光的傳輸原理大同小異，比較容易受到大氣折射所帶來的負面影響。因此，從這個角度來說，微波通信技術可以在視覺距離之外實現，但是如果傳輸距離較遠，如超過1km，則需要建立相應的中繼站，以提高微波傳輸距離。因為微波傳播的可視距離是一條直線，相對來說其整體的照射能力較弱，所以在具體的傳播過程中，沒有太多的高樓大廈進行阻擋，所以實現微波通信，一般來說，絕大多數都是在國內基層政府建設規劃下展開運行的，主要用于廣播電視通信、移動、聯通、通信等公共通信服務。當下，基本沒有民營企業來運行中程微波通信。Wi-Fi技術可以為用戶提供無線上網的特定服務。這樣成本相對較低，速度相對較快，安裝相對簡單，Wi-Fi技術不僅可以在一些社交場合使用，還可以在家里應用。

2.2 5G通信工程技術應用

2.2.1 毫米波?，F如今絕大多數的移動電話通信和其他類型的電子設備，都還在3～6gHz這個頻段，隨著很多智能設備加入新的頻段以來，這些智能設備也耗用了更多的數據信息，導致此頻段過度擁擠，這樣一來，不僅降低了網絡運轉的速度，隨后也會出現掉線的狀況，所以從這個角度來說，我們也需要開發相應的頻譜資源。近些年來，無線通信技術領域的專家將重點放在了6gHz上，我們這里所提到的毫米波，也就是說在較高的頻帶中具有比較大的帶寬，但是又特別容易受到路徑消耗帶來的影響，為了解決這個問題，主要就是要建立相應的微基站。當信號被所謂的物體阻攔的時候，智能手機可以自動地切換到另外一個微基站位置，以此來保證網絡連接的穩定性，但是如果說其他的運營商想要在各大城市中建立相應的小型微基站，那么整體的成本，相對來說是非常高的，所以這個時候路線通信工程領域的專家就提出了毫米波。

2.2.2 無人駕駛。近些年，無人駕駛自動領域正朝著更加理想的方向發展。5G網絡技術，能夠進一步輔助自動駕駛領域的發展。汽車在通過道路交叉口的時候，與上端的控制中心進行通信，也能與作為來往的車輛進行直接“對話”。最早的時候，很多專家指出，在沒有紅綠燈的街道上，汽車會經過交叉路口，但是卻不會撞擊，所有的車子攝像頭和相應的交互傳感器都記錄了汽車的全部行駛過程，以此方便在發生交通意外事故的時候，可以記錄事故現場，當然這也需要強大的5G網絡的支持。

2.2.3 VR。近些年來很多行業的技術領軍企業，已經看到了在未來虛擬現實行業領域的發展勢頭，并且很多企業已經進入了這個領域。現如今，無論是虛擬現實技術還是混合現實技術，抑或者是增強現實技術都有對應的消費產品。整體的概念已經被社會大眾一步步接納[3]。但是目前的4G網絡無法支持完美的虛擬現實技術，換言之，5G的到來，就可以支持虛擬現實、混合現實這些業務更好地被用戶所體驗，特別是能夠解決目前這種技術中所出現的諸如停頓、眩暈等一系列的問題。由于5G傳輸數據量比較大，整體的消耗時間也比較低，所以說在某一個比較小的區域里面，可以支持更多的用戶，并且整體的傳播效率也會更快。所以說，用戶對虛擬現實業務的體驗感會更好。而且5G的到來，將會直接推動國內虛擬現實技術進入大規模的廣泛應用階段，其不僅能夠使整個視頻直播更加流暢，也能夠通過360度全景觀看視頻直播，在未來5G網絡全面普及之后，這種體驗感將會更好。

2.2.4 醫療衛生。5G無線通信網絡的普及發展，可以通過更快的連接以及更高的頻段、帶寬來優化改善遠程醫療和護理工作。比如說：患者在自己的家中就可以佩戴遠程醫療傳感器，患者自身的生命體征，也可以適時地傳遞給正在幫他（她）治療的醫生或者護理人員，這些數據信息也可以幫助醫護人員更好地去改進患者的治療計劃。

3 數字化背景下無線通信工程技術的發展趨勢分析

現如今，社會經濟的發展，推動了數字化無線通信工程技術的發展，目前的無線通信工程技術，整體上具有抗干擾能力弱、延遲性強等缺陷，而且通信的速度，相對于有線通信來說還是比較慢的，所以從這個角度上來說，為了能夠在未來的發展中，將無線通信工程技術更好地應用，并且將上述所出現的問題解決掉，可以將有線通信和無線通信結合在一起。比如，在距離較長的通信中，可以將有線通信和無線通信融合在一起，令兩者成為一個通信系統，這樣一來，能夠保證在環境復雜且用戶數量比較多的情況下，依然可以使用無線通信。與此同時，在數字化發展的背景下，無線通信工程技術未來的發展趨勢就是無線通信的寬帶化，對比以往有線寬帶的接入，無線寬帶的接入將會更加便捷，而且也能夠提升整個無線通信傳播信息數據的速度，這是進一步彌補無線通信技術在應用過程中缺陷的一種手段，無線通信技術也可以不斷地擴展頻段[4]。有的時候在一個頻道中信號受到干擾，相對來說也比較強，就可以通過拓展頻道來降低這種干擾。除此之外，為了能夠從一定程度上提升無線通信工程技術應用的安全性、可靠性，可以開發全新的安全協議，尤其是在一些安全領域，特別要強化通信過程的安全與隱私，還有可靠性。

知識經濟時代的到來，推動了現代化科學技術的更新進步，現如今，社會各行各業、各領域在發展的過程中，都離不開無線通信工程技術的支持。就好比社會大眾日常生活工作一樣，也同樣離不開無線通信工程技術。目前，還有一種量子通信技術，這種技術正處于高速發展期。雖然這種通信技術在空氣環境下，只能傳輸比較短的距離。但在信息呈現出來爆炸式增長的狀況下，量子通信的高效性，能夠更加匹配現如今信息傳遞的狀況。

4 結束語

總的來說，在現代化通信工程技術應用過程中，社會大眾對這種技術已經有了比較強的依賴性，而且在未來競爭愈來愈激烈的市場發展中，無線通信工程技術的應用前景也是非常理想的，并且更加的數字化、先進化、智能化。