Opkomende draadloze 5G-netwerken die snellere mobiele telefoondiensten zullen bieden, kunnen leiden tot onnauwkeurige weersvoorspellingen, volgens een onderzoek van Rutgers over een controversieel onderwerp dat angst heeft veroorzaakt bij meteorologen.

"Onze studie - de eerste in zijn soort die het effect van 5G op weersvoorspellingsfouten kwantificeert - suggereert dat er een impact is op de nauwkeurigheid van weersvoorspellingen, " zei senior auteur Narayan B. Mandayam, een Distinguished Professor aan het Wireless Information Network Laboratory (WINLAB), die ook voorzitter is van de afdeling Electrical and Computer Engineering aan de School of Engineering aan de Rutgers University-New Brunswick.

De peer-reviewed studie werd deze maand gepubliceerd op het IEEE 5G World Forum 2020, gesponsord door het Institute of Electrical and Electronics Engineers. Mobiele draadloze technologie van de vijfde generatie (5G) komt voort uit nieuwe, slimmere manieren om de hogere (mmWave) frequenties te gebruiken voor mobiele communicatie. Deze technologie zal een revolutie teweegbrengen in internetcommunicatie en telecommunicatie. Het heeft snellere verbindingstijden, verhoogt het aantal apparaten dat verbinding kan maken met een netwerk en zal de komende twee tot drie jaar op grotere schaal beschikbaar zijn, volgens IEEE.

De Rutgers-studie gebruikte computermodellering om de impact te onderzoeken van 5G "lekkage" - onbedoelde straling van een zender in een aangrenzende frequentieband of -kanaal - bij het voorspellen van de dodelijke Super Tuesday Tornado-uitbraak van 2008 in het zuiden en middenwesten.

De signalen van de 5G-frequentiebanden kunnen mogelijk lekken in de band die wordt gebruikt door weersensoren op satellieten die de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer meten en weersvoorspellingen en -voorspellingen beïnvloeden. Meteorologen vertrouwen op satellieten voor de gegevens die nodig zijn om het weer te voorspellen.

Op basis van modellering, 5G-lekvermogen van -15 tot -20 decibel Watt (een decibel Watt is een eenheid van vermogen die de sterkte van radiogolven beschrijft) beïnvloedde de nauwkeurigheid van de voorspelling van neerslag (tot 0,9 millimeter) tijdens de tornado-uitbraak en temperaturen in de buurt van de grond niveau (tot 2,34 graden Fahrenheit).

"Er kan worden gesteld dat de omvang van de fout die in onze studie is gevonden onbeduidend of significant is, afhankelijk van of u de 5G-gemeenschap of de meteorologische gemeenschap vertegenwoordigt, respectievelijk, "Zei Mandayam. "Een van onze afhaalrestaurants is dat als we willen dat lekkage op het niveau is dat de voorkeur heeft van de 5G-gemeenschap, we moeten werken aan meer gedetailleerde modellen en antennetechnologie, dynamische hertoewijzing van spectrumbronnen en verbeterde weersvoorspellingsalgoritmen die rekening kunnen houden met 5G-lekkage."

De hoofdauteur is Mohammad Yousefvand, een Rutgers-promovendus elektrotechniek. Co-auteurs zijn onder meer professor Chung-Tse Michael Wu van de afdeling Electrical and Computer Engineering, Professor Ruo-Qian (Roger) Wang van de afdeling Civiele en Milieutechniek en Joseph Brodie, directeur van atmosferisch onderzoek in het Rutgers Center for Ocean Observing Leadership.