有些惡劣天氣會影響到無線通信，但具體事件要具體分析，這里經常被問的三種惡劣天氣：暴雨、大霧以及大氣波導，而5G系統也分低頻和高頻兩個頻段，首先來分析暴雨是否對5G有影響。 在5G無線網絡規劃的時候，會考慮雨衰的余量，雨衰是指電波進入雨層中引起的衰減。它包括雨粒吸收引起的衰減和雨粒散射引起的衰減：雨粒吸收引起的衰減是由于雨粒具有介質損耗引起的，大部分表現為熱損耗；雨粒散射引起的衰減是由于電波碰到雨粒時被雨粒反射而再反射引起的，這種二次發射的電波與入射波方向無關，是四面八方發射的，即所謂的二次散射。由于二次散射，在原來的方向上入射的電波就被衰減了。 實際上雨粒有大有小，而作為介質，無論雨粒大小它都要吸收能量的。所以根據實測與統計的結果，雨粒的吸收衰減比散射衰減要大。當電波的波長可以和雨粒的幾何尺寸相比擬時，將引起雨粒共振，則產生最大的衰減。也就是說無線頻率越高，波長越短，因而雨衰影響就越大。 電波波長與雨量衰減關系 雨衰的大小與雨滴直徑與波長的比值有著可比性關系，而雨滴的半徑則與降雨率有關。目前運營商主用的C-Band（3.5Ghz&4.9Ghz）的電波波長在6cm~8.6cm左右，與雨滴半徑相差較大，受降雨影響較小，一般小于2dB。因此6Ghz以下的頻譜，在做鏈路預算的時候，可以忽略雨衰的直接影響。 降雨量定義 而FR2高頻28Ghz頻段內電波的波長在1cm左右，不容易穿透烏云及雨水，降雨對電波產生的吸收衰減與散射衰減影響會比較明顯，最大可達20dB，尤其對于高頻的微波傳輸時，頻率越高，波長越短，影響越大。 回到現實生活的4G網絡中，為什么在暴雨天氣的用戶體驗對比平時會差一些呢？主要原因更多是天氣情況導致用戶場景發生變化： 在暴雨天，多數人使用網絡的機會通常會增加。上網的人變多，不管移動上網或是有線寬帶上完都容易造成網絡擁塞，或是網站擁擠導致網絡連線時間過長而發生超時現象。網絡擁塞，通常是下雨天上網變慢最主要的元兇； 其次在暴雨天，無線基站天面射頻接口因工藝與連接問題導致受潮進水，從而也會影響該無線基站覆蓋區域用戶業務體驗變差。在防水工藝不到位時，采用銅質接口的部分容易與濕空氣接觸，進而氧化產生銅銹，因此會造成信號傳輸的不良狀況。沒有下雨時，連接網絡大約在2ms到20ms間，可要遇到下雨線路不穩，就可能變為100ms以上； 再次在大雨天，另外一個間接的影響就是多徑效應，下雨后的地面和室外的物體都會呈現出比晴日更好的反射，因此多徑會比平時更多更復雜，從而改變原有的信號輻射場景，間接影響無線覆蓋性能。 這里提到雨水跟無線電波傳輸損耗之前的關系，生活中會聯想到微波爐的加熱原理，我們都知道微波爐通過食物中的水分子產生熱量來從內向外完成食物加熱的過程，其加熱使用的電波是2450Mhz這段頻段，靠近WIFI 2.4Ghz，屬于非授權頻段。含有水分的食物內有極性分子在沒有外加電場時不顯示極性，如果將這種介質放在外加電場中，每個極性分子會沿著電場力的方向形成有序排列，并在電介質表面會感應出相反的電荷，這一過程稱為極化。微波爐外加電場越強，極化作用也越強。當外加電場改變方向時，極性分子也隨之以相反的方向形成有序排列。若外加的是交變電場和磁場，極性分子將被反復交變磁化，交變電場的頻率越高，極性分子反復轉向的極化也就越快。 微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成，可以阻擋微波從爐內逃出，通過爐內的電子真空管——磁控管，產生2450Mhz的超短電磁波，通過微波傳導元件——波導管，發射到爐內各處，通過發射、傳導、被食物吸收，引起食物內的極性分子（如水、脂肪、蛋白質、糖等）以每秒24.5億次的極高速振動。此時，分子熱運動的動能增大，也就是熱量增加，食物的溫度也隨之升高，便完成了電磁能向熱能的轉換。 水分子極化運動摩擦產生熱能 總結起來，電磁波造成水分子摩擦轉換成熱能的基本前提條件有兩個：首先有不泄露電磁波的局限空間，其次要不斷通過反射讓食物吸收電磁波而引起水分子極化振動。那么在室外暴雨天環境下，很難創造這個局限、不斷反射吸收的環境，而且室外雨滴是運動的，并非一直靜止狀態被電磁波極化，所以在室外無線通信系統中，通過微波加熱原理來解釋雨衰的根據并不是很充分。 以上分析雨霧天氣通過對高頻無線電波造成傳播損耗而導致網絡覆蓋變差，還有一種自然氣象與雨霧天氣對電磁波影響的原因恰恰相反，因其對電磁波傳播損耗過小而實現超遠距離傳播，也會對5G網絡覆蓋性能造成一定影響，那就是大氣波導。摘自百度百科的“由于對流層中存在逆溫或水汽隨高度急劇變小的層次，在該層中電波形成超折射傳播，大部分電波輻射被限制在這一層內，類似于在波導中傳播”，如下圖所示： 大氣波導效應 TDD系統上下行時分復用，通過設置保護間隔（GP）避免下行干擾上行。大氣波導發生時，遠端基站的下行信號經數十或數百公里的超遠距離傳輸后仍具有較高強度，信號傳播時延超過GP長度，落入近端基站上行接收窗內，造成TDD系統嚴重的上行干擾。 一年之內除了冬季，大氣波導發生季節、時段跨度非常之長，唯一值得慶幸的是，大氣波導多發為夜間，話務少影響相對小。目前TDD LTE主要通過回退3:9:2特殊子幀配比、錯頻組網覆蓋、電調天線壓下傾角以及降功率等方式來減少干擾。5G TDD波段采用同樣的時分GP機制來進行上下行保護隔離，同時在5G網絡中應用AAU實現數字天空計劃，實現無人機的200米空域覆蓋層，那么在沿海大氣波導影響較嚴重的區域，這種干擾可能很難通過壓制下傾角來避免。