無線通信技術在數字化中的應用

殷文進，胡祥銘

（鹽城三新供電服務有限公司東臺分公司，江蘇 鹽城 224200）

0 引 言

隨著科學技術的不斷發展，新材料和新技術不斷涌現，為無線通信技術的發展帶來巨大的發展機遇。無線通信技術無須電纜等有線介質就能實現長距離傳輸，因此廣泛應用于社會生產生活的各個領域，極大地推動了現代社會的發展[1]。同時，電子信息技術的發展促進了現代社會的數字化改革，使得各種工業技術快速發展，基礎物理理論取得一定進步。基于該背景，文章研究了無線通信技術在數字化中的應用。

1 無線通信技術的類型和特點

1.1 5G技術

5G技術是一種移動通信技術，具有高速度、低時延、大連接的特點，與4G移動通信技術相比有了重大改進。國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）定義了5G相關應用，包括增強型移動寬帶（enhance Mobile Broad Band，eMBB）、超可靠低延遲通信（ultra Reliable and Low Latency Communications，uRLLC）以及大規模機器類型通信（massive Machine Type of Communication，mMTC）。5G技術的應用全景如圖1所示。

圖1 5G技術的應用全景

其中：eMBB為用戶提供更快的移動互聯網網絡環境，改善用戶體驗；uRLLC為工業控制、遠程醫療、自動駕駛等垂直行業提供移動互聯網服務的能力；mMTC能夠滿足智慧城市和智慧家庭信息采集和傳輸需求的移動通信服務。與傳統的移動通信技術相比，5G技術可以實現1 Gb/s的用戶體驗速率和每平方千米100萬個的連接容量，極大地推動了人類社會的數字化轉型。

1.2 衛星通信技術

衛星通信技術是無線通信的重要手段。它利用人造地球衛星作為中繼站傳輸無線電波，滿足人們的移動通信需求。隨著通信衛星數量的不斷增加，衛星通信服務更加穩定高效，覆蓋范圍廣，通信容量大，網絡和傳輸質量好，在專業領域發揮著不可替代的作用[2]。同時，衛星通信技術從最初的C波段（4～8 GHz）逐步發展到Ku（12～18 GHz）、Ka（26～40 GHz）、L（1～2 GHz）以及S（2～4 GHz）等頻段，進一步提高了通信質量。衛星通信技術不僅在軍事通信、救災和個人通信中發揮著不可替代的作用，而且在人類社會的數字化建設中發揮著重要作用。

1.3 藍牙技術

藍牙技術是一種短距離無線電技術，廣泛應用于設備之間和人們日常生活的無線信息交換。從技術角度來看，藍牙技術具有快速、高效、靈活、低成本以及低功耗的特點，是常見的單域無線通信技術之一。實際應用中，藍牙使用的頻段是2.4 GHz，遵循IEEE 802.15工作組制定的相關標準，主要用于小范圍無線通信連接，一般小于10 m。此外，藍牙技術具有跳頻和超頻功能，可以有效避開干擾源，具有較好的兼容性。通過提高射頻功率，可以將藍牙的通信距離提高到100 m左右[3]。

1.4 Wi-Fi技術

Wi-Fi技術又稱無線局域網技術，是一種為用戶提供無線網絡通信服務的移動接入技術。在人們的生活中，相關的電子設備都可以使用《Standard for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange Between Systems-Local and Metropolitan Area Networks-Specific Requirements-Part Ⅱ：Wireless LAN Medium Access Control（MAC） and Physical Layer（PHY）Specifications》（IEEE 802.11—2007）標準支持通過Wi-Fi技術實現無線上網，包括計算機、手機、游戲機、平板電腦以及打印機等。要實現Wi-Fi功能，無線網卡和無線接入點是最基本的配置要求。無線網卡是連接具有Wi-Fi功能的電子設備基礎，而無線接入點是無線工作站和有線局域網之間的橋梁，也稱為網橋。目前，Wi-Fi技術的應用較為廣泛，各大城市也在努力建設公共Wi-Fi網絡環境，提升人類社會的數字化水平。無線局域網如圖2所示。

圖2 無線局域網

1.5 微波無線電通信技術

微波無線電通信技術是一種利用波長在0.1 mm～1 m的電磁波進行通信的技術，頻率范圍為300 MHz～3 000 GHz。與其他通信方式不同，微波無線通信技術以微波為媒介，使信息能夠在兩點之間傳輸，無須固定支撐，具有通信容量大、質量好、距離遠等優點[4]。微波無線電通信技術在國家通信網絡建設中起著重要作用，廣泛應用于各行各業的專業通信網絡。

2 無線通信的關鍵技術

2.1 寬帶WiMAX技術

目前，無線寬帶技術發展良好，具有廣闊的發展空間。其中，全球微波接入互操作性（World interoperability for Microwave Access，WiMAX）寬帶無線接入技術是《Standard for Local and Metropolitan Area Networks-Part 16：Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems》（IEEE 802.16—2009）的典型技術，具有傳輸速度快和信號強度高的特點，在無線局域網中能夠起到很好的作用。然而，該技術沒有發展到可以大規模使用的程度，需要逐步完善。

2.2 超寬帶無線通信接入技術

超寬帶無線通信接入技術具有高速數據傳輸能力而被廣泛應用。該技術采用超短脈沖調制和載波技術，具有低功耗和低成本等諸多優點，逐漸成為無線通信技術的發展方向[5]。

2.3 LTE技術

長期演進（Long Term Evolution，LTE）技術是無線通信技術的發展，主要采用先進的調制編碼技術，能夠提高數據的傳輸速度。在系統架構方面，與其他技術相比，LET技術可以縮短數據和信息的傳輸時間。隨著該技術的逐步發展，它將具有更短的時間、更廣的覆蓋范圍以及更快的傳輸速度，能夠改善用戶體驗，滿足新時代用戶對移動通信業務的實際需求，促進市場發展。例如，隨著通信網絡技術的快速發展，人們對高分辨率視頻監控服務的實際需求也在增加[6]。與傳統的有線技術相比，LTE技術不僅提高了視頻監控質量，還提高了技術可用性，并在需要部署的相關用例中發揮著關鍵作用。

3 無線通信技術在人類社會數字化建設中的應用

3.1 在物聯網中的應用

物聯網是一個連接的網絡環境，使人、機器、物在任何時間和空間都可以建立連接。物聯網是信息技術高度發展的必然結果，是人類社會進步的重要體現。構建物聯網時，需要實現基于快速高效信息傳輸的網絡環境。無線通信技術作為通信技術的重要組成部分，在物聯網建設中發揮著不可替代的作用。特別是有線網絡條件很難實現萬物互聯的功能，需要通過無線通信技術實現人、物、計算機之間的信息傳遞和交互[7]。在人們的日常生活中，電視、空調、照明設備等智能設備都依靠無線通信技術達到互聯互通的效果。此外，智能交通建設也是依靠無線通信技術傳輸大量信息。

3.2 在社會領域的應用

社會化是人的基本需求。電子通信技術出現之前，人們只能通過面對面或者書信進行交流。電子通信技術的發展不僅提高了人們社會交往的效率，也極大地推動了人類社會的發展和進步。互聯網和無線通信可以滿足社會需求。隨著無線通信技術的快速發展和電子設備功能的不斷完善，人們的社交方式發生了很大變化，其中以微信為代表的社交軟件進一步豐富了人們的社交功能和溝通方式[8]。該過程中，手機等終端以無線通信技術為基礎實現網絡連接。因此，無線通信技術成為實現現代社會功能的核心技術之一。

3.3 智能家居和辦公應用

數字時代，人們開始關注智能家居和辦公環境的建設。數字信息技術的應用有助于構建智能家居辦公環境，而無線通信技術在實際建設中也發揮著重要作用。例如，生活和工作中使用的大部分電器設備，包括空調、照明設備、電視、門禁以及打印機等。這些設備使用和管理中，無線通信技術是重要的手段之一。目前，智能家居和智能辦公的應用越來越廣泛，全面提高了人們的生活水平和工作質量。

3.4 在購物支付領域的應用

購物是人們生活中不可缺少的一部分。在數字信息技術廣泛普及前，人們主要依靠線下和現金購買物品，消耗了大量時間和精力。隨著互聯網和無線通信技術的應用，人們的購物行為發生了巨大變化。

3.5 在工業生產管理領域的應用

為提高工業生產質量和效率，越來越多的企業開始推進工業生產管理的信息化改造。通過建設工業生產智能自動化管理系統，企業可以實現對機械設備的科學管理，提高生產效率和穩定性，盡可能避免故障和安全事故的發生。實現智能自動化管理的實踐過程中，相應的設備和儀器必須具有一定的信息和通信功能，如傳感器、傳感器、執行器等，從而實現數據和信息的發送和接收，保證整個電力系統的正常穩定運行[9]。無線通信技術在智能工業生產管理領域發揮著重要作用。

4 數字化進程中無線通信技術的改進建議

無線通信網絡的出現解決了傳統的有線通信技術存在的各種問題，不僅提高了人們的工作效率，也極大地改善了人們的生活質量。相關管理單位應意識到無線通信技術的重要性，提高管理效率和水平，同時進一步優化無線通信網絡，盡可能保證無線通信的安全性和穩定性，確保無線局域網在實際應用中發揮作用。一方面，根據實際情況建立完善的運維體系，要求所有在崗人員必須認真負責，嚴格遵守相應的責任制。出現問題時，要嚴格追究相關人員的責任。另一方面，需要嚴格執行相關管理措施，建立健全并落實維護制度。所有無線通信設備必須定期維護，出現故障和錯誤要上報，并由專門的技術人員負責維護[10]。對于無線網絡中可能出現的問題，技術人員在日常工作中要及時處理，確保無線通信網絡穩定運行。

5 結 論

文章研究了無線通信技術在數字化中的應用。隨著無線通信技術的不斷發展和創新，它不僅促進了各種技術的發展，還擴大了自身的應用范圍，提高了通信質量。未來需要不斷研究和應用無線通信技術，提高無線通信服務的水平和質量，深刻改變人們的生活和工作方式，為建設數字社會奠定堅實基礎。