无线通信网络技术，尤其是蜂窝网络通信技术，其应用已远不止于提供基本的民用通信连接。随着感知通信一体化 (Integrated Sensing and Communication, ISAC) 技术的发展，通过共享频谱、信号、硬件等，可实现通信与感知的相辅相成。近年来，一种创新的城市降水监测技术是通过分析商用微波回程链路 (Commercial microwave links - CML) 和卫星到地面微波链路 (Satellite microwave links - SML) 的信号衰减来估计降水量。

　　本文展示了毫米波和视距多输入多输出（LOS-MIMO）商用微波链路新技术在天气感知方面的潜在应用。不断扩展的通信网络可成为高时空分辨率降雨信息的重要数据来源。该技术的主要优势包括：

　　1) 全球微波链路数量已超千万。随着智慧城市和5G网络的不断发展，通过大规模密集部署的微波链路，能够实现城市高分辨率的降雨监测；

　　2）CML不仅能独立用于高时空分辨率的降雨测量，还可以与其他气象仪器的测量数据结合使用；

　　3）CML可以用于监测其他气象和环境参数，如水汽、氧气、雾、污染等，以及应用于排水建模和植被特征描述。通过不同频率和极化的多个链路，可以提取雨滴谱分布特征或进行降水类型分类。这些观测也可用于水文模型、洪水预警和数值天气预报模型。

　　研究成果发表在《IEEE Communication Magazine》(SCI一区Top, IF=11.2)。该项研究是由中国科学院大气物理研究所韩瑽琤研究员、霍娟研究员，河南科技大学的冀保峰教授和张高远副教授，以及以色列特拉维夫大学的Hagit Messer教授合作完成。该工作得到了国家重点研发计划项目 (2023YFC3010701)、国家自然科学基金 (42027803和42275081) 以及江苏省自然科学基金面上项目 (BK20231148) 的资助。

LOS-MIMO和E频段毫米波链路反演的累积日降雨量与气象站测量数据的对比

引用: Han C., Zhang G., Ji B., Huo J., & Messer H. (2023). On the Potential of Using Emerging Microwave Links for City Rainfall Monitoring. IEEE Communications Magazine, 61(11), 174-180. https://ieeexplore.ieee.org/document/10328193