Investigation of the impact of atmospheric effects on 5G mobile systems

In this work, the impact of the main atmospheric phenomena on 5G mobile systems is investigated. As this new standard is still under development, the study of the main topics related to atmospheric effects is usually not taken into account. WinProp, a commercial software, has been employed to simulate the propagation of 5G signals for scenarios in the city of Milan. The data obtained by Winprop were combined with the precipitation data derived from the Spino D'Adda weather radar to investigate the effects of rain on 5G systems by also taking into account the impact of the DSD. Statistical studies on attenuation have been carried out to obtain information on how much and with what probability a rain event can influence the signal transmission, both in terms of reduction of the cell and of the degradation of the signal-to-noise ratio (SNR) and of the associated throughput. Finally, a preliminary analysis on the impact of rain attenuation on mm-wave backhaul links is also presented.

In questo lavoro viene studiato l'impatto dei principali fenomeni atmosferici sui sistemi mobili 5G. Poiché questo nuovo standard è ancora in fase di sviluppo, lo studio delle principali conseguenze relative alla presenza di effetti atmosferici è solitamente trascurato. Per simulare la propagazione di segnali 5G nella città di Milano è stato utilizzato WinProp, un software commerciale. I dati ottenuti da Winprop sono stati combinati con i dati sulle precipitazioni ricavati dal radar meteorologico di Spino D'Adda per studiare gli effetti della pioggia sui sistemi 5G, tenendo conto anche dell'impatto della DSD. Sono stati effettuati studi statistici sull'attenuazione per ottenere informazioni su quanto e con quale probabilità un evento piovoso può influenzare la trasmissione del segnale, sia in termini di riduzione della cella che di degradazione del rapporto segnale-rumore (SNR) e del throughput associato. Infine, viene presentata un'analisi preliminare sull'impatto dell'attenuazione della pioggia sui collegamenti di backhaul ad onda millimetrica.