Verfahren zur korrekten messtechnischen Bestimmung der Hochfrequenzexposition in der Umgebung von LTE-Basisstationen

Die Bestimmung der hochfrequenten Immissionen in der Umgebung von LTE-Basisstationen stellt eine neue Herausforderung an die Feldstärkemesstechnik dar. Für die Messung von LTE-Immissionen (FDD-Mode) kann als kostengünstige Variante auf frequenzselektive Verfahren zurückgegriffen werden, die auch mit herkömmlichen Spektrumanalysatoren durchführbar sind. Mit codeselektiven Verfahren wird die Immission von LTE-Anlagen basisstations- bzw. sektorspezifisch erfasst. Diese Messung ist bezüglich der Hochrechnung auf maximale Anlagenauslastung deutlich unproblematischer. Im Beitrag soll zum einen näher erläutert werden, wie bei den beiden möglichen Messverfahren aus den Anzeigewerten des Messgerätes auf die Immission bei höchster Anlagenauslastung hochgerechnet werden kann und welche Anlagenparameter dazu bekannt sein müssen. Außerdem werden die Ergebnisse von Erprobungsmessungen vorgestellt, welche die erreichbare Genauigkeit und Reproduzierbarkeit derartiger Messungen dokumentieren sollen. Die Ausführungen sind wie folgt gegliedert: Abstrahlung der für die Messung relevanten Signale durch die Basisstationsantennen (Abb.: Ergebnis der codeselektiven Messung eines LTE-800-Signals (2 Funkzellen wurden erfasst); Messung der Synchronisationssignale eines LTE-800-Signals im Zeitbereich); Korrekte Extrapolation der Ergebnisse einer frequenzselektiven Messung auf maximale Anlagenauslastung (Tab.: Hochrechnung des Ergebnisses einer frequenzselektiven Messung auf maximale Anlagenauslastung); Korrekte Extrapolation der Ergebnisse einer codeselektiven Messung auf maximale Anlagenauslastung (Hochrechnung des Ergebnisses einer codeselektiven Messung auf maximale Anlagenauslastung); Messbeispiele (Szenario 1: Standort mit zwei LTE-800-Betreibern, Szenario 2: Dachstandort mit einer LTE-1800-Anlage). Die Untersuchungen führten zu folgenden wichtigen Ergebnissen: - Code- und frequenzselektive Verfahren liefern bei gleichen Randbedingungen gut übereinstimmende und reproduzierbare Messergebnisse und sind daher für Immissionsmessungen an LTE-Basisstationen grundsätzlich geeignet; - das codeselektive Verfahren ist in Bezug auf die Hochrechnung auf maximale Anlagenauslastung sehr unkompliziert. Daher kann dieses Verfahren als das zu präferierende Referenzverfahren bezeichnet werden; - das frequenzselektive Verfahren benötigt zur korrekten Durchführung - insbesondere bei der Hochrechnung auf maximale Anlagenauslastung - deutlich mehr Kenntnis über wichtige Anlagenparameter, die teilweise nur vom Betreiber geliefert werden können. Bei Nichtberücksichtigung dieser Parameter kann es zu einer deutlichen Fehlbewertung der hochgerechneten Immission kommen

Bestimmung der Exposition der Bevölkerung durch LTE- und TETRA BOS-Mobilfunkanlagen

Der Beitrag fasst die Ergebnisse eines Forschungsprojektes für das Bundesamt für Strahlenschutz zur messtechnischen Analyse von Immissionen im Umfeld von Long Term Evolution (LTE-) und TETRA BOS-Basisstationen zusammen. LTE-Messungen an 102 systematisch und 75 zufällig ausgewählten Messpunkten ergaben auf maximale Anlagenauslastung extrapolierte Immissionen zwischen 0,002 und 7,28 % der Feldstärkegrenzwerte der 26. BImSchV (Median 0,70 %). Die TETRA BOSMessungen an 40 systematisch und 40 zufällig ausgewählten Messpunkten ergaben extrapolierte Immissionen zwischen 0,03 und 4,63 % des Feldstärkegrenzwertes (Median 0,46 %). LTE- und TETRA BOS-Immissionen sind von ihrer Größenordnung und ihrer örtlichen Verteilung vergleichbar zu den Immissionen durch GSM- und UMTSMobilfunkanlagen. Als Fazit lässt sich feststellen, dass mit den Basisstationen der neuen Mobilfunktechniken LTE und TETRA BOS eine Immissionszunahme für die Bevölkerung verbunden ist; die Gesamtimmission durch Sendeanlagen bewegt sich aber nach wie vor auf sehr geringem Niveau (Median kleiner als 2 % des Feldstärkegrenzwertes). An den untersuchten Mobilfunkanlagen ergab sich bei maximaler Anlagenauslastung im Mittel ein leistungsbezogener Zuwachs der Mobilfunkimmissionen von 37 % durch LTE bzw. 47 % durch TETRA BOS. Die Projektergebnisse sind im Detail unter [Bestimmung der Exposition der allgemeinen Bevölkerung durch neue Mobilfunktechniken. Studie im Auftrag des Bundesamtes für Strahlenschutz; http://www.emf-forschungsprogramm.de/akt_emf_forschung.html/dosi_HF_004.html] dokumentiert

Untersuchungen zur korrekten Immissionserfassung von gepulsten Signalen mit dem SRM-3006 am Beispiel von 5G

Hinsichtlich der Entwicklung eines Messverfahrens zur Bestimmung der Immission bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung von 5G-Basisstationen ist der SS/PBCH Block (SSB) ein geeigneter Kandidat für eine Hochrechnung. Im vorliegenden Beitrag wird die Eignung der verschiedenen Betriebsarten des SRM-3006 hinsichtlich einer korrekten Immissionserfassung von stark gepulsten Signalen anhand eines WLAN-Bakensignals sowie eines gepulsten Sinussignals, das vom Zeitverlauf einen 5G-SSB nachbildet, analysiert und Auswirkungen auf die praktische Messdurchführung beschrieben

Entwicklung und Verifikation eines Mess- und Bewertungsverfahrens der elektromagnetischen Immission durch ITS-G5

Immer mehr Bereiche des alltäglichen Lebens werden von drahtlos kommunikationsfähigen elektronischen Geräten beeinflusst, so dass die Relevanz für die persönliche Exposition der Nutzer durch hochfrequente elektromagnetische Felder rapide zunimmt. So soll auch der Straßenverkehr stetig weiter automatisiert und per Funk vernetzt werden, indem so genannte intelligente Transportsysteme (ITS) entwickelt werden. Im Rahmen des vernetzten Fahrens sollen Fahrzeuge im Verkehr untereinander, aber auch mit Infrastruktur und weiteren Verkehrsteilnehmern kommunizieren, um Sensor-, Zustands- und Ortsinformationen austauschen zu können. Hierfür wird der Begriff vehicle-to-everything (V2X)- Kommunikation verwendet. Zukünftig wird somit der Straßenverkehr als ein weiterer und erheblicher Teil der Alltagsumgebung von neuen Funktechnologien durchdrungen, die per Konstruktion einen signifikanten zusätzlichen Beitrag zur persönlichen Exposition liefern. Für die technische Umsetzung der V2X-Kommunikation etabliert sich neben der auf Mobilfunk basierenden Funktechnik cellular-V2X (C-V2X) der Kooperation 3rd Generation Partnership Project derzeit in Europa die Kommunikationstechnologie ITS-G5, die auf dem Standard 802.11p [1] des Verbands Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) basiert. Für den europäischen Einsatz wird ITS-G5 durch das europäische Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) spezifiziert und genormt. Ein zuverlässiges und praktikables Verfahren zur Bestimmung der elektromagnetischen Immission durch ITSG5- Geräte existiert allerdings bislang nicht. Um die Exposition der Allgemeinbevölkerung in Verkehrsumgebungen durch die neuen ITS-Funksysteme abschätzen zu können, ist die Entwicklung eines Immissionsmessverfahrens für ITS-G5 dringend erforderlich. Vorliegender Beitrag beschreibt die Entwicklung eines ITS-G5-spezifischen Mess- und Bewertungsverfahrens unter Verwendung des frequenzselektiven Messgeräts SRM-3006 von Narda STS [2]. Abgesehen von der physikalischen Zugangsschicht weist der Standard ITS-G5 Ähnlichkeiten mit dem Sidelink des LTE-Derivats C-V2X auf, so dass die hier beschriebenen Schlussfolgerungen sinngemäß für beide Standards Anwendung finden können

Entwicklung eines Immissionsmessverfahrens für Funkdienste mit Frequenzsprungverfahren

Obwohl Funkgeräte mit Frequenzsprungverfahren im Alltag allgegenwärtig sind und einen signifikanten Teil zur individuellen Gesamtimmission beitragen können, existierte bisher noch kein etabliertes Immissionsmessverfahren. Diese Lücke wird mit vorliegendem Beitrag geschlossen, in dem anhand detaillierter Signaluntersuchungen solche Verfahren zur Bestimmung der momentanen und maximalen Immission von Bluetooth als typischer Vertreter von Funkdiensten mit Frequenzsprungverfahren beschrieben wurden. Auf Basis des Messgerätes Narda SRM-3006 kann durch rechnerische Korrektur des Spitzenwerts auf das maximale Tastverhältnis die Maximalimmission bestimmt werden. Obwohl die Schwierigkeit besteht, in realen Szenarien die maximale Sendeleistung einiger Bluetoothgeräte eindeutig zu identifizieren, konnte im Laborversuch die maximale Sendeleistung durch Erhöhung der Pfaddämpfung der Testverbindung erreicht werden. Durch Einführung eines Korrekturfaktors δ kann die Momentanimmission zuverlässig aus der Messung eines Teilspektrums ermittelt werden, was in Kombination mit der Mobilität des Messgeräts Untersuchungen realer Expositionsszenarien erlaubt. Beide Methoden wurden in Messungen an verschiedenen Endgeraten getestet, wovon zwei vorgestellt wurden. Die Ergebnisse zeigen eine sehr gute Reproduzierbarkeit und Genauigkeit. Der vorliegende Beitrag stellt damit ein neues, funkdienstspezifisches Messverfahren bereit, um konsistente und quantitativ zuverlässige Expositionsmessungen von Funkdiensten wie Bluetooth durchzuführen, die Frequenzsprungverfahren nutzen

Einfluss der Dekodierbandbreite auf die Genauigkeit von LTE-Immissionsmessungen

Vorliegender Beitrag untersucht an systematisch im Umfeld einer LTE-Basisstation ausgewählten Messpunkten den Einfluss der Dekodierbandbreite auf die Genauigkeit von Code-selektiven Immissionsmessungen am Beispiel des Messgerätes Narda SRM-3006. Für ein stationär z.B. auf ein Stativ installiertes Messgerät ist vor allem in Szenarien ohne Sicht auf die Basisstation mit einer Variation von mehr als 3 dB ein deutlicher Einfluss der Dekodierbandbreite auf die Messwerte feststellbar, der allerdings bei Anwendung der Schwenkmethode auf 1,5 dB reduziert werden kann. Damit liefert auch eine Messung mit der niedrigsten verfügbaren Dekodierbandbreite von 1,4 MHz bei Einsatz der Schwenkmethode zur lokalen Maximumsuche vertrauenswürdige Ergebnisse und bietet den Vorteil einer hohen Dekodiergeschwindigkeit und damit großen Aktualisierungsrate