無線通信技術在數字化中的應用

殷 杰

（中華通信系統有限責任公司 河北分公司，河北 石家莊 050000）

0 引 言

無線通信技術是一種基于電磁波信號傳播特性發展而來的信息交互技術，相比有線技術有著更為廣泛的應用優勢，可以說是當今社會中最為重要和基礎的技術之一，推動了信息時代的發展。從應用角度來看，無線通信技術具有以下幾方面鮮明的特征。

（1）應用范圍廣。現階段，無線通信技術已被廣泛應用于社會的各個領域，能夠快速完成文字、視頻和聲音等信息的傳輸，大到公司、組織管理，小到個人交流、生活，無線通信技術都發揮著不可替代的作用。

（2）信息傳播速率快。目前，隨著無線通信技術的發展與進步，特別是5G技術的廣泛應用，信息傳輸的速率也實現了大幅提升，甚至可以和光纖寬帶信息傳輸相媲美，從而大大提高了無線通信技術的實用性。

（3）抗干擾能力優秀。干擾問題是電子通信技術領域中一個十分常見的問題，而無線通信技術的數據信號采用二進制法進行轉換，因此能夠有效規避外界干擾因素對信息傳輸質量的影響，進而保障了人們的信息安全[1]。

1 無線通信技術的類型及其特點

1.1 5G技術

5G技術是移動通信技術的一種，具有高速率、低延時和大鏈接的特點，相比過往的4G移動通信技術取得了巨大的提升。具體而言，國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）對 于5G技術的應用場景進行了明確的定義，即增強移動寬帶（enhanced Mobile Broadband，eMBB）、超高可靠低時延通信（ultra Reliable and Low Latency Communications，uRLLC）和海量機器類通信（massive Machine Type Communication，mMTC），如圖1所示。eMBB是指能夠為用戶提供更高速率的移動互聯網網絡環境，從而提升用戶的體驗[2]。uRLLC是指能夠為工業控制、遠程醫療服務以及自動駕駛等垂直行業提供移動互聯網服務。mMTC是指能夠滿足智慧城市、智慧家居等海量信息采集和傳輸需求的移動通信服務。相比過往的移動通信技術，5G技術的用戶體驗速率能夠達到1 Gb/s，并且具備每平方千米百萬連接的容量，從而極大推動了人類社會的數字化轉變。

圖1 5G技術的應用全景

1.2 衛星通信技術

衛星通信技術是一種十分重要的無線通信手段，其原理為利用人造地球衛星作為中繼站來進行無線電波的傳輸，從而滿足人們的移動通信需求。隨著通信衛星數量的不斷增多，衛星通信服務也更加穩定和強化，并且具備覆蓋范圍廣、通信容量大、組網方面以及傳輸質量好等應用優勢，并且在特殊領域發揮著不可替代的作用。與此同時，衛星通信技術也由最初的C頻段逐步發展到Ku、Ka、L、S等頻段，如此也進一步提高了該技術的通信質量。從應用角度來看，衛星通信技術在軍事、搶險救災以及個人通信等領域發揮著不可替代的作用，同時也在人類社會數字化構建中發揮了重要作用[3]。

1.3 藍牙技術

藍牙是一種短距離無線電技術，普遍使用于設備之間的無線信息交換，并且在人們的日常生活中有著十分廣泛的應用。從技術角度來看，藍牙技術具有快捷、高效、靈活、低成本以及低功耗的特點，是現階段最為主流的無線個域網通信技術之一，如人們使用的手機、電腦、耳機、汽車等都有著藍牙通信功能。而在實際應用中，藍牙使用的頻段為2.4 GHz ISM，采用IEEE802.15協議，主要服務于小范圍內的無線通信連接，一般不超出10 m。除此之外，藍牙技術還具備著跳頻和超頻功能，其中跳頻能夠實現對干擾源的有效規避，并促進兼容性的提升，而增加射頻功率后則能夠將藍牙通信距離提升至100 m左右[4]。

1.4 Wi-Fi技術

Wi-Fi技術又稱無線局域網技術，是一個“移動熱點”，向用戶提供無線網絡通信服務功能。在人們生活中，相關電子設備在支持IEEE802.11標準時能夠通過Wi-Fi技術實現無線上網功能，其中常見的設備有電腦、手機、游戲機、平板以及打印機等。要想實現Wi-Fi功能的構建，無線網卡和無線訪問接入點是最為基本的配置要求，無線網卡是電子設備具備連接Wi-Fi功能的基礎，而無線訪問接入點是無線工作站和有線局域網的橋梁，因此也可以稱之為網橋，如圖2所示。目前，Wi-Fi技術已成為應用最為廣泛的無線通信技術之一，而各大城市也在致力于構建公共Wi-Fi網絡環境，從而提高人類社會的數字信息化程度[5]。

圖2 無線局域網

1.5 微波無線通信技術

微波無線通信技術是一種使用波長介于0.1 mm～1 m的電磁波作為介質進行通信的一種技術，其頻率范圍為300 MHz～3 000 GHz。與其他通信方式不同，微波無線通信技術采用微波作為介質，因此不再需要固體介質便能實現2點之間的信息傳輸，并且還具備通信容量大、質量好以及距離遠的特點，在國家通信網構建中有著十分重要的地位，在社會各領域專用通信網中也有著日漸廣泛的應用[6]。值得注意的是，由于微波在空間傳輸中的損耗問題，一般需要每隔50 km設置一個中繼站，進而來保證信息的傳輸質量。目前，我國微波無線通信技術所應有的主要有L、S、C、X頻段，而K頻段則正處于開發之中。

2 無線通信技術在人類社會數字化構建中的具體應用

2.1 物聯網構建中的應用

物聯網是萬物互聯的網絡環境，能夠實現任何時間和空間內人、機、物的互聯互通。物聯網是信息技術高度發展的必然結果，同時也是人類社會進步的重要體現，而在物聯網的構建過程中，需要基于快速高效信息傳輸的網絡環境才能加以實現。無線通信技術作為通信技術的重要組成部分，在物聯網構建中發揮了不可替代的作用。具體而言，萬物互聯互通功能的實現很難通過有線網絡條件加以實現，因此需要通過無線通信技術實現人、物、機之間的信息傳輸和交互。而在人們的日常生活中，電視、空調、照明以及其他智能家用電器都是基于無線通信技術才能實現互通互聯效果，而智慧交通的建設也是基于無線通信技術來實現海量信息的傳輸[7]。

2.2 社交領域中的應用

社交是人的一種基本需求，在電子通信技術出現之前，人們社交只能通過面對面以及書信方式進行交流，特別是書信交流方式的效率十分緩慢。電子通信技術的發展在提高人們社交通信效率的同時也極大推動了人類社會的發展與進步，人們能夠通過互聯網、無線通信等手段來滿足社交需求。近年來，隨著無線通信技術的飛速發展以及電子設備功能的不斷完善，人們社交方式也發生了巨大變化，其中以微信、釘釘等為代表的社交軟件進一步豐富了人們的社交功能和方式。在此過程中，手機等終端設備都是基于無線通信技術來實現網絡連接，可見無線通信技術是現代化社交功能實現的基礎性技術之一。

2.3 智能家居與辦公領域的應用

一般情況下，居家和辦公的時間占據了人們每天時間的80%以上，而在數字化時代背景下，人們為提高自身居家及辦公的便捷性，還致力于智能家居和辦公環境的構建。具體而言，數字信息技術的應用為智能化家居辦公環境構建創造了可能，而在實際構建中，無線通信技術也發揮著重要的功能和作用。例如，人們生活工作中所使用的電器設備都具有網絡功能，包括家居電器中的空調、照明、電視以及辦公中使用的門禁、打印機、中央空調等，都能夠通過網絡形式進行使用和管理，而無線通信技術則是該功能實現的媒介之一。現階段，智能家居與智能辦公的應用愈發廣泛，全面提升了人們的生活水平和工作質量[8]。

2.4 購物支付領域中的應用

購物是人們生活中不可或缺的重要內容，在數字信息技術普及應用之前，人們的購物消費活動主要依賴線下和現金，而這種購物方式一定程度上也消耗了人們的大量時間和精力。互聯網以及無線通信技術的應用使得人們購物行為發生了本質性的改變，同時越來越多的人選擇互聯網購物方式來解決衣食住行等方面的需求。除此之外，隨著網購形式的出現，人們在支付方面也不再依賴現金，而是使用支付寶、微信等金融軟件作為支付途徑[9]。

2.5 工業生產管理領域中的應用

新時代背景下，為提高工業生產的質量和效率，越來越多的企業開始推動工業生產管理的信息化轉變。具體而言，企業通過打造工業生產的智能自動化管理系統來實現機械設備的科學管理，并以此在提高生產效率和穩定性的同時規避故障問題與安全事故的發生。在具體的智能自動化管理實踐中，需要相關設備儀器具備一定的信息通信功能，如傳感器、感應器以及執行器等設備能夠實現數據信息的傳輸和接收，從而保障整個電氣系統的良好穩定運轉。從技術層面來看，無線通信技術在智能化工業生產管理領域發揮了十分重要的作用，如許多設備信息的傳輸和接收便采用了無線通信技術，此外管理人員也能夠通過無線通信技術實現整個管理系統的遠程監控和操作[10]。

3 結 論

隨著無線通信技術的不斷發展與創新，不僅在技術類型方面實現了多樣化發展，同時也進一步提高了無線通信技術的應用范圍和通信質量。現階段，我國正處于數字化社會構建的重要歷史節點，而加快無線通信技術的研究和應用一方面能夠提高無線通信服務的水平與質量，另一方面也深刻改變了人們的生活工作方式，進而為數字化社會的構建奠定堅實的基礎。