葛楹

中時訊通信建設(shè)有限公司 廣東 廣州 510030

引言

自從人類誕生之日起，信息和數(shù)據(jù)的傳輸、交互已經(jīng)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(shí)際上可以追溯到好幾千年前。當(dāng)時，人們在戰(zhàn)爭中，會使用烽火臺來傳播對應(yīng)的信息，這實(shí)際上也就是我們通俗意義上所說的無線電通信。18世紀(jì)末，馬可尼發(fā)明了無線電報。這同樣也就意味著，現(xiàn)代無線通信技術(shù)因此而誕生。與有線通信技術(shù)相比，無線通信技術(shù)具有許多與生俱來的優(yōu)點(diǎn)。所以從這個角度來說，特別是如今隨著現(xiàn)代社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，無線通信在社會各領(lǐng)域都得到了越來越廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著知識經(jīng)濟(jì)時代的到來，以及互聯(lián)網(wǎng)科學(xué)技術(shù)的普及應(yīng)用，從一定程度上推動了無線通信工程技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。整體發(fā)展模式不僅得到了進(jìn)一步拓展，而且無線通信技術(shù)的安全性，也得到了一定程度的提高。無線通信工程技術(shù)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(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)信息的不斷進(jìn)步，比如說：無線通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠推動國內(nèi)航空航天技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，更能夠幫助各領(lǐng)域建立相應(yīng)的導(dǎo)航系統(tǒng)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(yīng)用案例。

1 無線通信概述

1.1 基本原理

無線通信工程技術(shù)，實(shí)際上就是不再利用網(wǎng)絡(luò)線等一些媒介，為了實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的實(shí)時傳輸，無線通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。無線通信技術(shù)，主要是利用電磁波來傳輸信息數(shù)據(jù)。一般來說，無線通信系統(tǒng)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(jī)和發(fā)射機(jī)這3部分構(gòu)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(dāng)整個程序成為射頻載波信號時，就可以傳輸?shù)教炀€上。將音頻信號調(diào)制成高頻調(diào)制載波信號，再轉(zhuǎn)換成射頻載波信號。此外，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(shí)現(xiàn)。天線可以將電信號直接轉(zhuǎn)換成電磁波，或者，如果這個過程可以重復(fù)，也可以反過來改變它。從本質(zhì)上講，天線是一種能量轉(zhuǎn)換，天線可以通過內(nèi)部電場的變化和磁場的變化，激發(fā)下一個變化的電場，按順序，還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電場和磁場之間能量的轉(zhuǎn)換，為實(shí)現(xiàn)電磁波的產(chǎn)生和傳播奠定基礎(chǔ)[1]。因?yàn)橐话銇碚f，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(xù)產(chǎn)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(jī)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(jìn)一步去除一些內(nèi)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(diào)。通過解調(diào)，可以將原始音頻信號放大并再次輸出，從而實(shí)現(xiàn)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(shè)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(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的過程比較容易，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，使用無線通信進(jìn)行維護(hù)，步驟就會比較簡單，但是換句話說，無線通信在實(shí)際應(yīng)用的過程中，也確實(shí)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(wěn)定性差，而且隨著距離的增加，也有可能變得更不穩(wěn)定。其次，無線通信比有線通信更不可靠。因?yàn)闊o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(shí)際上，無線通信技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，整體的網(wǎng)絡(luò)速度已經(jīng)有了非常大的提升，但是相對于有線網(wǎng)絡(luò)來說，確實(shí)還有一定的差距。

2 無線通信工程技術(shù)的主要分類以及應(yīng)用

2.1 微波與Wi-Fi通信工程技術(shù)應(yīng)用

中程無線通信工程技術(shù)主要應(yīng)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(shù)，主要是微波通信技術(shù)和Wi-Fi技術(shù)。微波信息傳輸容量相對來說比較大，信息數(shù)據(jù)的傳輸和質(zhì)量也會更高，且穩(wěn)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(fù)面影響。因此，從這個角度來說，微波通信技術(shù)可以在視覺距離之外實(shí)現(xiàn)，但是如果傳輸距離較遠(yuǎn)，如超過1km，則需要建立相應(yīng)的中繼站，以提高微波傳輸距離。因?yàn)槲⒉▊鞑サ目梢暰嚯x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(jìn)行阻擋，所以實(shí)現(xiàn)微波通信，一般來說，絕大多數(shù)都是在國內(nèi)基層政府建設(shè)規(guī)劃下展開運(yùn)行的，主要用于廣播電視通信、移動、聯(lián)通、通信等公共通信服務(wù)。當(dāng)下，基本沒有民營企業(yè)來運(yùn)行中程微波通信。Wi-Fi技術(shù)可以為用戶提供無線上網(wǎng)的特定服務(wù)。這樣成本相對較低，速度相對較快，安裝相對簡單，Wi-Fi技術(shù)不僅可以在一些社交場合使用，還可以在家里應(yīng)用。

2.2 5G通信工程技術(shù)應(yīng)用

2.2.1 毫米波?，F(xiàn)如今絕大多數(shù)的移動電話通信和其他類型的電子設(shè)備，都還在3～6gHz這個頻段，隨著很多智能設(shè)備加入新的頻段以來，這些智能設(shè)備也耗用了更多的數(shù)據(jù)信息，導(dǎo)致此頻段過度擁擠，這樣一來，不僅降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度，隨后也會出現(xiàn)掉線的狀況，所以從這個角度來說，我們也需要開發(fā)相應(yīng)的頻譜資源。近些年來，無線通信技術(shù)領(lǐng)域的專家將重點(diǎn)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(yīng)的微基站。當(dāng)信號被所謂的物體阻攔的時候，智能手機(jī)可以自動地切換到另外一個微基站位置，以此來保證網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性，但是如果說其他的運(yùn)營商想要在各大城市中建立相應(yīng)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(lǐng)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(lǐng)域正朝著更加理想的方向發(fā)展。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠進(jìn)一步輔助自動駕駛領(lǐng)域的發(fā)展。汽車在通過道路交叉口的時候，與上端的控制中心進(jìn)行通信，也能與作為來往的車輛進(jìn)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(jīng)過交叉路口，但是卻不會撞擊，所有的車子攝像頭和相應(yīng)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(fā)生交通意外事故的時候，可以記錄事故現(xiàn)場，當(dāng)然這也需要強(qiáng)大的5G網(wǎng)絡(luò)的支持。

2.2.3 VR。近些年來很多行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)，已經(jīng)看到了在未來虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展勢頭，并且很多企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了這個領(lǐng)域。現(xiàn)如今，無論是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還是混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，抑或者是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)都有對應(yīng)的消費(fèi)產(chǎn)品。整體的概念已經(jīng)被社會大眾一步步接納[3]。但是目前的4G網(wǎng)絡(luò)無法支持完美的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，換言之，5G的到來，就可以支持虛擬現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)這些業(yè)務(wù)更好地被用戶所體驗(yàn)，特別是能夠解決目前這種技術(shù)中所出現(xiàn)的諸如停頓、眩暈等一系列的問題。由于5G傳輸數(shù)據(jù)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(qū)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(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)的體驗(yàn)感會更好。而且5G的到來，將會直接推動國內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入大規(guī)模的廣泛應(yīng)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(wǎng)絡(luò)全面普及之后，這種體驗(yàn)感將會更好。

2.2.4 醫(yī)療衛(wèi)生。5G無線通信網(wǎng)絡(luò)的普及發(fā)展，可以通過更快的連接以及更高的頻段、帶寬來優(yōu)化改善遠(yuǎn)程醫(yī)療和護(hù)理工作。比如說：患者在自己的家中就可以佩戴遠(yuǎn)程醫(yī)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(yī)生或者護(hù)理人員，這些數(shù)據(jù)信息也可以幫助醫(yī)護(hù)人員更好地去改進(jìn)患者的治療計劃。

3 數(shù)字化背景下無線通信工程技術(shù)的發(fā)展趨勢分析

現(xiàn)如今，社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，推動了數(shù)字化無線通信工程技術(shù)的發(fā)展，目前的無線通信工程技術(shù)，整體上具有抗干擾能力弱、延遲性強(qiáng)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(fā)展中，將無線通信工程技術(shù)更好地應(yīng)用，并且將上述所出現(xiàn)的問題解決掉，可以將有線通信和無線通信結(jié)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(tǒng)，這樣一來，能夠保證在環(huán)境復(fù)雜且用戶數(shù)量比較多的情況下，依然可以使用無線通信。與此同時，在數(shù)字化發(fā)展的背景下，無線通信工程技術(shù)未來的發(fā)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(shù)據(jù)的速度，這是進(jìn)一步彌補(bǔ)無線通信技術(shù)在應(yīng)用過程中缺陷的一種手段，無線通信技術(shù)也可以不斷地擴(kuò)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(qiáng)，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(shù)應(yīng)用的安全性、可靠性，可以開發(fā)全新的安全協(xié)議，尤其是在一些安全領(lǐng)域，特別要強(qiáng)化通信過程的安全與隱私，還有可靠性。

知識經(jīng)濟(jì)時代的到來，推動了現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的更新進(jìn)步，現(xiàn)如今，社會各行各業(yè)、各領(lǐng)域在發(fā)展的過程中，都離不開無線通信工程技術(shù)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(shù)。目前，還有一種量子通信技術(shù)，這種技術(shù)正處于高速發(fā)展期。雖然這種通信技術(shù)在空氣環(huán)境下，只能傳輸比較短的距離。但在信息呈現(xiàn)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(xiàn)如今信息傳遞的狀況。

4 結(jié)束語

總的來說，在現(xiàn)代化通信工程技術(shù)應(yīng)用過程中，社會大眾對這種技術(shù)已經(jīng)有了比較強(qiáng)的依賴性，而且在未來競爭愈來愈激烈的市場發(fā)展中，無線通信工程技術(shù)的應(yīng)用前景也是非常理想的，并且更加的數(shù)字化、先進(jìn)化、智能化。