Immissionen von DECT-Geräten und deren Messung

 
Nachfolgend Ausschnitte aus dem Abschlussbericht zu dem Forschungsvorhaben Bestimmung der Exposition bei Verwendung kabelloser Übermittlungsverfahren in Haushalt und Büro aus dem Deutschen Mobilfunk-Forschungsprogramm, erstellt von der ARC Seibersdorf research GmbH, Österreich 2005:

Typische Immissionen von DECT-Geräten

 
Maximale Immissionen in 1 m und 3 m Entfernung

Nachfolgende Tabelle fasst die Gerätedaten und die Messergebnisse zusammen. Die Messungen wurden jeweils während einer aktiven Gesprächsverbindung zwischen zwei zur gleichen Basisstation gehörenden Mobilteilen durchgeführt. Damit ergeben sich für die Spitzensendeleistungen bzw. für die mittlere Sendeleistung folgende Werte:

Mobilteil: Spitzensendeleistung 250 mW, mittlere Sendeleistung ca. 10 mW
Basisstation: Spitzensendeleistung 250 mW, mittlere Sendeleistung ca. 20 mW
 

Gerätetyp Hersteller
Frequenz
[MHz]
Sendeleistung
[mW]
E (1m)
V/m
E (3m)
V/m
Ref.wert nach [21]
[V/m]
Gigaset A140 Basisstation Siemens
1880 -
1900
max. 250
mittel 20
max. 3,61
mittel 1,03
max. 1,28
mittel 0,36
59,6 - 59,9
Gigaset A140 Mobilteil Siemens

max. 250
mittel 10
max. 1,24
mittel 0,25
max. 0,44
mittel 0,09
211 DuoBasisstation Philips
max. 250
mittel 20
max. 1,07
mittel 0,76
max. 1,50
mittel 0,42
211 Duo
Mobilteil

Philips
max. 250
mittel 10
max. 1,93
mittel 0,39
max. 0,77
mittel 0,15

Ergebnisse der Immissionsmessungen in 1m und 3m Abstand zu DECT Schnurlostelefonsets

Die hier dargestellten Messergebnisse stehen im Einklang mit aktuell veröffentlichten Messergebnissen an 3 anderen DECT-Schnurlostelefon-Produkten [88]. In [88] wurden für 3 unterschiedliche DECT-Basisstationen mittlere äquivalente Feldstärken in 1 m Abstand im Bereich von 0,3 V/m bis 0,6 V/m berichtet (bei 10 mW mittlerer Sendeleistung der Basisstation).

 
Berichtete SAR-Werte

Weiters wurden in [88] Ergebnisse von SAR-Messungen mit 4 unterschiedlichen DECT-Mobilteilen am homogenen SAM-Kopfphantom präsentiert. Als maximale über 1g bzw. 10g gemittelte SAR ergaben sich 0,087 W/kg bzw. 0,052 W/kg. Bezogen auf den europäischen Grenzwert nach [21] (2 W/kg über 10g gemittelt) entspricht dies 2,6%. Aufgrund des eng benachbarten Frequenzbereichs und der damit ähnlichen verwendeten Antennenformen kann die Größenordnung der von DECT-Mobilteilen zu erwartenden maximalen SAR aus einem Vergleich mit GSM1800 Mobiltelefonen abgeschätzt werden. Gegenwärtige GSM1800 Mobiltelefone arbeiten mit einer maximalen mittleren Sendeleistung von 125 mW, was ca. dem 12,5 fachen von DECT Mobilteilen entspricht. Geht man für GSM1800 Mobiltelefone von einem Bereich der maximalen SAR10g Werte von typischer Weise ca. 0,15 W/kg bis 2 W/kg aus, so lässt sich der maximal für DECT Mobilteile zu erwartende Wertebereich daraus zu ca. 0,012 W/kg bis 0,16 W/kg abschätzen. Aufgrund der üblicherweise etwas größeren Bauform von DECT Mobilteilen im Vergleich zu GSM1800 Mobiltelefonen (und der damit typischer Weise größeren Minimaldistanz der Antenne zum Kopf) werden die SAR-Werte von DECT-Mobilteilen tendenziös noch etwas niedriger sein. Diese grobe Näherung steht in vollem Einklang mit den in [88] präsentierten Ergebnissen.

 

Messung von DECT-Immissionen

 
Mit Breitbandmessgeräten

Für Immissionsmessungen ist vor allem das zeitliche Mittelungsverhalten der verwendeten Feldsonden von Bedeutung. Referenzmessungen zeigen, dass eine verwendete Feldsonde selbst bei sehr geringem Duty Cycle (ca. 3,7 % bei einer aktiven Gesprächsverbindung, ca. 1 % ohne aktive Gesprächsverbindung) noch den wahren Effektivwert der Immissionsgröße anzeigt. Grundsätzlich ist jedoch anzumerken, dass das zeitliche Mittelungsverhalten von Feldsonde zu Feldsonde unterschiedlich sein kann. Weiters muss bei der Immissionsmessung mit Breitbandfeldsonden bei burstartig abgestrahlten Signalen mit geringem Duty Cycle darauf geachtet werden, dass die Burst-Spitzenwerte nicht oberhalb der Aussteuergrenze der Feldsonde liegen, da es sonst durch Begrenzungseffekte zwangsläufig zu einer Unterschätzung der Immissionen kommt. Liegt der Quotient aus Anzeigewert der Feldsonde und Duty Cycle der Immissionsgröße oberhalb der spezifizierten Aussteuergrenze der Feldsonde, so besteht Gefahr der Unterbewertung der Immissionen aufgrund der genannten Begrenzungseffekte.
Bei Annahme von realistischen Bedingungen im Fall von DECT-Immissionsmessungen, wird dies aufgrund der geringen maximalen Sendeleistung des DECT-Systems jedoch üblicherweise kein Problem darstellen (bei Feldsonden mit Aussteuergrenzen von ≥ 50 V/m). Eher wird bei geringer Netzauslastung das Problem bestehen, dass die Immissionswerte unterhalb des Eigensrauschens der Feldsonde liegen (üblicherweise in der Größenordnung von ca. 0,1 V/m).

 
Frequenzselektive Messung

Hinsichtlich Messbandbreite und Detektor gilt, dass bei Messbandbreiten, die kleiner als die Signalbandbreite sind, die Messergebnisse entsprechend zu korrigieren sind. Aufgrund der amplitudenkonstanten Modulation des DECT-Systems ist die Verwendung von PEAK- und RMS-Detektoren praktisch gleichwertig.
Beachtenswerte Punkte, die bei der Immissionsbewertung von DECT-Aussendungen im Auge behalten werden müssen, sind jedoch einerseits das verwendete Zeitschlitzverfahren, und andererseits die dynamische, automatische Frequenzwahl im DECT-Standard. Die folgende Abbildung illustriert qualitativ das Zeitschlitzverfahren bei einer einzelnen DECT-Gesprächsverbindung, gemessen im Zero-Span Modus des Spektrumanalysators. Die Messungen wurden mittels einer Messantenne nahe der Basisstation durchgeführt. Die hohen, alle 10 ms auftretenden Bursts stammen daher von der Basisstation, die niedrigeren, um 5 ms dazu versetzten Bursts vom weiter entfernten Mobilteil:

Gemeinsam mit der im DECT-Standard implementierten automatischen dynamischen Frequenzwahl ergeben sich daraus weitreichende Konsequenzen für die quantitativ richtige Expositionsbestimmung. Einerseits sind Pegelmessungen im Zero-Span Modus oft schwierig, weil sich die Übertragungsfrequenz ständig ändern kann, und andererseits ist bei Messungen im Frequenzbereich aufgrund des Zeitschlitzverfahrens keine stabile Anzeige am Spektrumanalysator zu erreichen. Ein Ausweg, der in einem solchen Fall auch bei einfachen Spektrumanalysatoren besteht, sind Messungen im MAXHOLD-Modus.
Die nachfolgende Abbildung zeigt ein solches Messergebnis für eine Aufzeichnungsdauer von ca. 1 Minute bei ständiger Bewegung der Mobilstation (Messantenne nahe der Basisstation). Zu beachten ist dabei, dass es sich um ein Messergebnis bei Aktivsein von nur einer einzigen Gesprächsverbindung handelt! Durch die automatische dynamische Frequenzwahl und die sich ändernden Empfangsbedingungen hat diese Gesprächsverbindung während der Aufzeichnungsdauer 9 der insgesamt 10 verfügbaren DECT-Frequenzkanäle benutzt. Das sich daraus ergebende messtechnische Problem ist, dass sich dieses Messergebnis in keiner Weise von der Situation bei hoher Netzauslastung, verbunden mit wesentlich höherer Immission, unterscheidet.


Am Messergebnis von DECT-Immissionen im MAXHOLD-Modus können daher nur die Verhältnisse bei einer ‚Worst Case’ Situation abgelesen werden. Im Extremfall (tatsächlich nur eine Gesprächsverbindung aktiv) ergibt sich daher eine systematische Überbewertung bis zu einem Faktor 120 (!), entsprechend ca. 21 dB.
Der einzige Ausweg aus diesem Problem ist die Echtzeit-Leistungsdichte-Messung, die von hochwertigen Spektrumanalysatoren unter Namen wie Channel Power- oder Band Power–Funktion angeboten werden. Mittels dieser Funktionen ist die tatsächlich momentan in einem gewissen Frequenzbereich vorhandene HF-Leistung messbar. In Zusammenhang mit Mittelungsfunktionen (zur Stabilisierung des Anzeigewertes) sind auf diesem Weg die tatsächlichen Immissionen von DECT-Systemen quantitativ richtig erfassbar.

Zusammenfassend ist daher im Hinblick auf die Bewertung von DECT-Immissionen zu beachten, dass bei frequenzselektiver Messung nur mit hochwertigen Spektrumanalysatoren quantitativ genaue Messungen der tatsächlichen Exposition erwartet werden können. Ohne Verwendung von Channel Power- bzw. Band Power- Funktionen, bzw. ohne zeitsynchrone Information über den Netzauslastungszustand (praktisch meist nicht verfügbar), sind systematische Überschätzungen der tatsächlichen Immissionen bis zu einem Faktor 120 (!) unvermeidbar.

Diese vorangegangenen Ausschnitts sind für das Internet bearbeitete Passagen aus dem kompletten Abschlussbericht. Für weitere Informationen sowie zur Referenzierung ist dieser im Original heranzuziehen:

Abschlussbericht: Bestimmung der Exposition bei Verwendung kabelloser Übermittlungsverfahren im Haushalt und Büro (pdf, 6,388 MB)
Referenz aus dem Bericht [88]:
Kühn S, Lott U, Kramer A, Kuster N: Assessment of Human Exposure to Electromagnetic Radiation from Wireless Devices in Home and Office Environments; Presentation at the WHO Workshop on Base Stations & Wireless Networks: Exposure and Health Consequences, 15. June 2005, Geneva:
http://www.who.int/peh-emf/meetings/archive/bsw_kuster.pdf

 

 
Mehr Information

Drahtlose, digitale Telekommunikation: Das DECT-System
Diese ausführliche Beschreibung ist ein Beitrag aus dem Newsletter 3/2005 der Forschungsgemeinschaft Funk (123 kB).
DECT - Schnurlos-Telefone für Zuhause und fürs Büro
Mehrere Informationsseiten auf der Mobilfunk-Homepage des Bundeswirtschaftsministeriums

 


Navigation zu
  dieser Seite:
        
Homepage Elektrosmoginfo
Menüseite:Technische Informationen
    DECT (digitales schnurloses Telefonsystem)
       Immissionen von DECT-Geräten und deren Messung 
 
Zuletzt geändert: 24.10.08