数字化背景下的无线通信技术应用探究.pdf

2023 年 6 月数字化背景下的无线通信技术应用探究高泽田（广东长实通信科技有限公司，广东 清远 511500）【摘要】探究了数字化背景下无线通信技术的应用袁介绍了无线通信技术的原理和主要特征袁详细分析了微波通信尧Wi谣Fi 通信尧5G 通信尧无人驾驶尧虚拟现实渊virtual reality,VR冤等技术的实际应用袁探讨了无线通信技术对现代社会的重要性以及未来发展的潜力袁总结了数字化背景下无线通信技术的发展袁强调了数字化技术对无线通信技术的推动作用袁指明无线通信技术未来的发展方向遥【关键词】数字化背景曰无线通信工程曰技术应用【中图分类号】TN92【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）06-0034-030 引言随着数字化时代的到来，无线通信技术已经成为现代社会中最重要的技术之一。无线通信技术不仅是一种通信技术，还是一种能够实现信息交流和资源共享的有效工具。在数字化背景下，无线通信技术的应用面临着更多的挑战和机遇。本文旨在探究数字化背景下无线通信工程技术的应用现状和发展趋势。随着数字化时代的不断发展和进步，无线通信技术也在不断发展和创新，这使得无线通信技术的应用范围越来越广泛。除了传统的通信领域，无线通信技术还在物联网、智能家居、自动驾驶等领域得到了广泛的应用，使得无线通信技术面临着更多的机遇和挑战。1 无线通信技术概述无线通信技术是指在无须通过物理连接的情况下，通过无线信号传输数据、声音和图像等信息的技术，其使得人们可以随时随地进行通信，实现了信息的传递和共享，推动了社会的进步。1.1 无线通信技术的原理无线通信技术是现代通信技术的重要组成部分，其通过利用电磁波在空间中传输数据和信息的方式，使人们可以在不受地理位置限制的情况下进行有效通信。在这种技术中，调制技术可以将信号转换为适合无线传输的电磁波，从而实现信号的传输。天线是信号传输的关键组件，能够将信号发射到空间中，使得信号能够被接收端接收到。接收端在接收到信号后，通过解调技术将信号转换为原始数据和信息，从而使人们能够获取到所需要的信息。在无线通信技术中，频谱资源的利用非常重要。频谱资源是指用于传输无线信号的频率范围，属于有限的资源。随着无线通信的普及，频谱资源的分配和利用越来越受到重视1。因此，如何有效地利用频谱资源，提高频谱利用率，已经成为无线通信技术的重要研究方向之一。此外，无线通信技术的发展也与信号编码技术密切相关。信号编码技术是一种将原始信号转换为数字信号的技术，可以使得数字信号具有更强的抗干扰能力和更高的安全性。因此，在无线通信技术中，信号编码也是非常重要的一个环节。目前，常用的信号编码技术主要有卷积码、交织码、纠错码等，其可以在很大程度上提高无线通信的可靠性和稳定性。1.2 无线通信技术的主要特征（1）频谱资源共享。频谱是无线通信中传输信息的基础资源。频谱是有限的，而无线通信技术的一个关键特征就是频谱资源的共享，其使多个用户可以在同一段频谱上进行通信。这种共享方式能够有效提高频谱的利用率，满足更多用户的通信需求，避免资源的短缺和浪费。（2）灵活性和可移动性。无线通信技术赋予用户极大的灵活性和可移动性。用户的通信不再受限于特定的位置或场所，而是可以在任何时间、任何地点进行。用户也可以随时保持联系，无论是在旅途、户外活动，还是日常生活中，都能使用无线通信设备进行语音通话、短信发送、数据传输等。（3）多样的应用场景。无线通信技术支持各种各样的应用场景。除了传统的语音通信和短信功能，现通信设计与应用342023 年 6 月代的无线通信技术还能满足人们对数据传输、互联网接入、视频通话、移动支付、位置服务等的多样化需求。（4）网络覆盖广泛。无线通信技术的发展使得通信网络覆盖范围不断扩大，从城市到乡村、从陆地到海洋，无线通信网络几乎遍布全球。这种大面积的网络覆盖为用户提供了更大的交流平台，促进了信息传播和知识共享2。1.3 无线通信技术所面临的挑战（1）系统复杂性和容量限制。随着用户数量的增加和应用需求的多样化，无线通信系统的复杂性也在不断增强。有限的频谱资源也限制了通信容量，会导致在高峰时段或高密度区域出现网络拥塞现象。（2）安全和隐私保护。无线通信技术的广泛应用使得用户对数据安全和隐私保护提出较高的要求。因此，在信息传输过程中，必须采取有效的安全措施，防止数据泄露、信息劫持或未经授权的访问。2 无线通信技术的实际应用分析2.1 微波通信技术微波通信技术的频率范围通常在1 GHz100 GHz。这一频段具有较大的传输带宽和较快的信号传输速度，适用于高速数据传输和长距离通信。军事、民用和商业领域广泛应用微波通信技术。在军事通信方面，微波通信技术用于战地通信、雷达系统和卫星通信等，可以实现远距离的高速数据传输和情报交换。现代战争中的通信设备都在使用微波通信技术，如无线电通信、雷达探测、导航和定位等。军事通信对可靠性和保密性的要求较高，军队需要应用微波通信技术安全地进行通信和共享情报。雷达系统则利用微波频段的特性，探测目标的距离、速度和方向。在民用和商业领域，微波通信技术也广泛应用于电视传输、电话通信、无线电广播、遥控和遥测等方面。例如，通过微波通信技术可以观看高清电视节目，进行远程医疗和远程教育等。微波通信技术还在无线电传输方面发挥着重要作用，如用于无线电广播和无线电定位等。此技术还在卫星通信中发挥重要作用，通过卫星中继实现地面终端之间的远距离通信。2.2 Wi谣Fi 通信技术Wi谣Fi 通信技术主要采用 2.4 GHz 和 5 GHz 的频段。2.4 GHz 频段覆盖范围较广，但通信速度较慢，而 5 GHz 频段的通信速度较快，但覆盖范围较小。这种双频段设计使 Wi谣Fi 通信技术在家庭、办公室和公共场所等多个领域得到广泛应用。到 2020 年底，全国公共场所的无线局域网数量已经达到了 2 600 万个，Wi谣Fi 热点数量超过了 1.5 亿个。智能手机、平板电脑和笔记本电脑等移动设备也可以通过 Wi谣Fi 通信技术进行数据传输和互联网接入。在家庭环境中，Wi谣Fi技术可以连接多个设备，如电视、智能手机、平板电脑和音响设备等，使得人们能够更加便捷地获取信息和娱乐3。2.3 5G 通信技术5G 通信技术是新一代的无线通信技术，其不仅具有高速、低延迟、大容量等优点，而且进行了多项技术的革新，如大规模多输入多输出、波束成形、低时延通信等技术。这些技术的应用使得 5G 通信技术的通信速度更快、通信质量更高、通信稳定性更强。到 2025 年，全球 5G 用户将达到 25 亿，5G 通信技术将成为未来数字化社会中最重要的技术之一。目前，5G 通信技术已经被应用于智能制造、智能交通、智能医疗等。在智能制造领域，5G 已经被应用于汽车制造、智能工厂等场景，5G 在汽车制造场景中可以将生产线效率提升 20%以上。在智能交通领域，5G 可以被应用于智能交通信号灯、智能路灯、智能车辆等场景。到 2025 年，全球将有 2.6 亿辆 5G智能车辆上路行驶。在智能医疗领域，5G 技术可以被应用于远程医疗、智能医疗设备等场景。5G 可以将医疗成本降低 30%以上。除了以上领域，5G 通信技术还可以用于更多的应用场景，例如，用于远程教育，提供更加流畅、高清的直播体验；用于智能家居领域，通过连接不同的设备，实现更加便捷、智能化的家居生活。从技术上来看，5G 技术的应用已经取得了显著成果，而且随着技术的不断发展和创新，5G技术的应用前景将会更加广阔。据统计，5G 通信技术的理论峰值速度可以达到 20 Gbit/s，是 4G 通信技术的 20 倍以上；时延可以控制在 1 ms 以下，是 4G通信技术的 10 倍以上。这些数据表明，5G 通信技术的应用将会为数字化社会的发展带来更多的动力和推动力4。2.4 无人驾驶技术无人驾驶技术是多项技术融合的新兴技术，其中包括激光雷达、超声波传感器、摄像头、全球定位系统、毫米波雷达等多种传感器技术。这些传感器技通信设计与应用352023 年 6 月术可以实时获取车辆周围的环境信息，包括路况、障碍物、交通信号等，从而为自动驾驶提供数据支持。无人驾驶技术还采用了人工智能技术，如深度学习、计算机视觉和自然语言处理等，以帮助车辆实现自主感知、决策和控制。近年来，随着技术的发展，无人驾驶技术的自动驾驶能力得到了大幅提升。视觉传感器可以实时监控车辆周围环境，激光雷达可以精确控制车辆位置、速度和方向，这些技术的提升使得无人驾驶汽车的安全性和稳定性得到了极大提高。此外，无人驾驶技术的实际应用还需要经过大量的数据处理和算法优化。例如，无人驾驶汽车需要实时处理来自多个传感器的数据，并对数据进行智能分析和处理，以保证自动驾驶的准确性和可靠性。为此，无人驾驶技术的应用需要采用高效的数据处理技术和算法优化手段，以提高自动驾驶的效率和稳定性5。2.5 VR 技术虚拟现实（virtual reality,VR）技术可以利用无线通信技术和计算机图形学技术创建出一种全新的虚拟空间，让用户可以身临其境地感受虚拟现实环境。目前，VR 技术已经在游戏、教育、医疗和旅游等领域得到了广泛的应用。在游戏领域，VR 技术可以让玩家真正地进入游戏世界中，提高了游戏的趣味性和刺激性；在教育领域，VR 技术可以为学生提供更加生动、形象的教学环境，从而激发学生的学习兴趣，增强学习效果；在医疗领域，VR 技术可以为医生提供更加真实的手术演练环境，从而提高手术的成功率和安全性。在计算机图形学方面，VR 技术需要大量的计算资源来实现高质量的虚拟现实环境，这对计算机的性能提出了很高的要求。在无线通信方面，VR 技术需要使用大量无线通信带宽和低延迟的传输速度。目前，5G 通信技术的推广和应用，为 VR 技术的实际应用提供了更为坚实的基础。5G 技术的应用已经取得了显著的技术突破，为 VR 技术的发展提供了更高的技术支持和保障。因此，可以预见，在数字化背景下，VR 技术的体验效果和性能将会不断提升，为人们带来更加真实、丰富的虚拟现实体验6。3 数字化背景下无线通信技术的发展在数字化背景下，无线通信技术的发展将会更加快速和全面，为人们的生活和生产带来更大的变革。5G 通信技术的出现，为智慧城市、智能交通、智能制造等领域的发展提供了更多的支持和动力。Wi谣Fi 6 技术的出现，提供了更高效、更稳定的无线网络体验。此外，无人驾驶、VR 等新兴技术的出现，也为无线通信技术的应用提供了更多的机遇和挑战。数字化背景下，无线通信技术的发展目标是实现更快的数据传输速度、更低的延迟和更广的覆盖范围。为了实现这一目标，无线通信技术的研究和开发已经成为各个领域的热门话题之一。例如，研究新的信号调制技术、新的无线通信标准、新的天线技术等，都可以提高无线通信技术的传输速度和稳定性。越来越多的研究者开始关注如何利用人工智能、大数据等技术来优化无线通信系统的性能，以提高用户的满意度7。4 结语本文深入探讨了数字化背景下无线通信技术的应用现状和发展趋势。5G 通信技术的商用推广将为无线通信技术带来新的机遇和挑战。5G 通信技术以其高速率、低时延和大连接数的特性，将进一步推动移动通信、物联网、智慧交通等领域的创新和发展。随着人工智能、云计算和大数据技术的不断发展，无线通信技术将与这些前沿技术相结合，实现更加智能、高效的通信方式和应用场景。未来，随着科技的不断进步和社会需求的不断增加，无线通信技术将继续发展壮大，为数字化社会的发展提供更加强有力的支持，为人们的生活和工作带来更大的便利。参考文献1 贺峰.无线通信技术在数字化中的应用J.中小企业管理与科技（中旬刊），2021（11）：191-193.2 樊宇航，黄元清，张家同.无线通信技术在数字化发展中的应用分析J.中国新通信，2019，21（20）：125.3 刘媛媛.无线通信技术在数字化中的应用初探J.科技资讯，2019，17（24）：14-15.4 陆军.无线通信技术在数字化中的应用研究J.中国新通信，2021，23（2）：25-26.5 徐亮亮，张蕤.无线通讯技术在数字化中的应用J.电子技术与软件工程，2020（9）：21-22.6 张炼生.无线通信技术在数字化中的应用J.数字技术与应用，2022，40（7）：121-123.7 庄保良.无线通信技术在数字化中的应用J.电子元器件与信息技术，2021，5（5）：224-225，228.作者简介院高泽田（1966），男，汉族，广东江门人，本科，工程师，研究方向为通信工程、信息网络。通信设计与应用36