Messung der hochfrequenten Immissionen von WLAN- und WiMAX-Systemen

Abstract:
Die Sicherstellung einer flächendeckenden, breitbandigen Anbindung an das Internet wird heute als ein wichtiges Entwicklungsziel insbesondere in den dünner besiedelten Regionen Deutschlands angesehen. Dort wo die leitungsgeführte Anbindung über DSL noch in weiter Ferne liegt, werden Systeme zur drahtlosen Flächenversorgung interessant. Unter anderem aus diesem Grund wurden von der Bundesnetzagentur bereits im Dezember 2006 Lizenzen für Frequenzpakete im 3,5 GHz-Bereich für Breitband-Funknetze zur Überbrückung der "letzten Meile" an einige Anbieter versteigert. Aktuell befinden sich die ersten regionalen Funknetze in diesem lizensierten Frequenzbereich im Aufbau. Zusätzlich existieren bereits seit längerem einzelne regionale Netze im lizenzfreien Frequenzbereich um 5,6 GHz. Sowohl die lizenzfreien als auch die lizenzierten Netze verwenden Sendeanlagen und Endgeräte, die nach dem WiMAX-Standard IEEE 802.16 arbeiten. Hauptunterschied zwischen diesen beiden Netzen ist, neben dem Frequenzbereich, die Tatsache, dass im lizenzfreien Bereich die Sendeanlagen maximal mit einer Strahlungsleistung (EIRP) von einem Watt arbeiten dürfen, während in den lizensierten Netzen höhere Strahlungsleistungen von mehreren zehn Watt möglich sind. Zusätzlich erfreuen sich Funknetzwerke zur drahtlosen Breitbandvernetzung im Heim- und Bürobereich immer größerer Beliebtheit. Derartige Systeme werden unter dem Überbegriff "WLAN" zusammengefasst, die technischen Komponenten arbeiten in Deutschland meist nach dem Standard IEEE 802.11. Inzwischen weiten sich WLAN-Anwendungen auch mehr und mehr in die Fläche aus: Die Funkversorgung beschränkt sich nicht mehr nur auf den Wohn- bzw. Bürobereich, Cafes, Hotels und Eisenbahnzüge. Vielmehr findet man nunmehr auch WLAN-Systeme zur Versorgung von Plätzen, Universitätsgeländen oder ganzen Dörfern. Zum Zweck der Risikobewertung ist es notwendig, die Immissionen, verursacht durch diese neuen Funkanwendungen, normgerecht zu quantifizieren. Neben SAR-Untersuchungen an Endgeräten, die unter Umständen körpernah genutzt werden (z.B. WLAN-PCMCIA-Karten für Notebooks), sind Feldstärkemessungen zur Expositionsbestimmung insbesondere bei den Basisstationskomponenten notwendig. In diesem Beitrag werden zunächst die für die korrekte Immissionsbestimmung wichtigen technischen Parameter von WLAN- und WiMAX-Systemen vorgestellt (z.B. Sendefrequenzen, Signalbandbreiten, Modulationsverfahren). Anschließend wird erläutert, auf welche Weise eine normgerechte Erfassung der Immissionen möglich wird. WLAN- bzw. WiMAX-Systeme erzeugen Immissionen, deren Höhe von der aktuellen Auslastung abhängen. Es wird dargelegt, wie aus den aktuell auftretenden Messwerten auf die Exposition bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung hochgerechnet werden kann. Zudem wird aufgezeigt, dass in vielen Fällen die Erfassung der Signale im Zeitbereich ("Zero Span") der Messung des Signalspektrums vorzuziehen ist.