Diese Studie beschreibt ein Protokoll zur Messung der Exposition im 2,4 GHz-Band, die Unsicherheiten, die durch den Gebrauch der persönlichen exposimetern als Messgeräte zu vermeiden. Diese Änderungen der Exposition sollte berücksichtigt werden, vor allem in Konformitätstests, wo Expositionsgrenzwerte nicht beunruhigt Daten definiert sind.
Eine wohldefinierte Versuchsdurchführung wird vorgebracht, um maximale Expositionsbedingungen in einem Worst-Case-Szenario zu bewerten, wobei die Unsicherheiten, die durch den Gebrauch der persönlichen exposimetern (PEMs) als Messgeräte zu vermeiden: der Körper Schatteneffekt (BSE), die begrenzte Empfindlichkeitsbereich, und die nicht-Ermittlung der Strahlungsquelle. Eine Obergrenze für die Exposition zu EMF in mehrere indoor Gehäuse hat gemessen und simuliert. Für die Studie verwendete Frequenz ist 2,4 GHz, wie es die am häufigsten verwendete Band in indoor-Kommunikation. Obwohl aufgezeichneten Werte weit unter der internationalen Kommission für nichtionisierender Strahlung Schutz (ICNIRP) Referenzwerte sind, gibt es ein besonderes Bedürfnis, zuverlässige Exposition in besonders sensiblen Umgebungen bereitzustellen. Hinsichtlich der elektromagnetischen Feldern (EMF) Exposition worden Grenzen, die in nationalen und internationalen Standards für den Gesundheitsschutz für Tiefflüge Expositionsbedingungen festgelegt; Das heißt, für echte und objektive Expositionsdaten, die nicht in irgendeiner Weise verändert wurde.
Die Verwendung wireless Local Area Networks (WLAN) geworden in den letzten Jahren wesentlich weiter verbreitet. Wireless-Technologien geworden Alternativen zu herkömmlichen festen Verbindungen sind, und infolgedessen wurden eine große Anzahl von Access Points (AP) in Wohn-, Arbeits- und öffentlichen Bereichen1,2installiert. Diese große Anzahl von AP und persönliche Kommunikationsgeräte führte zu erheblichen Interesse an die möglichen Risiken im Zusammenhang mit elektromagnetischen Feldern (EMF) Exposition3.
Persönlichen exposimetern (PEMs) sind mobile Geräte für die Messung der individuellen Exposition, in der Regel auf dem Gebiet der Epidemiologie verwendet. Mehrere Studien haben Unsicherheiten erkannt, bei Verwendung von PEMs in EMF-Messungen. Diese Ergebnisse zeigen den Auswirkungen, dass PEMs auf das Maß an Zuverlässigkeit in der erzielten Ergebnisse4. Einige Lösungen sind vorgeschlagen worden, um die Auswirkungen dieser Unsicherheiten, wie gute PEM tragen Techniken, kleine Auswahl Intervalle und Messungen von ausreichender Länge5zu minimieren.
Einige Autoren haben auf die Bedeutung der Berücksichtigung der Einschaltdauer (oder Duty-Cycle) in die Expositionsmessungen veröffentlicht. In realen Situationen Wi-Fi-Geräte nie mit einem vollen Arbeitszyklus zu übertragen. Wi-Fi-Signale bestehen aus intermittierende platzt der Radiofrequenz (RF) Energie und Perioden ohne irgendwelche Übertragungen. Infolgedessen ist ein Großteil der gemeldeten Expositionsmessungen sind sehr gering, oft unterschreiten den Empfindlichkeitsbereich und die als nicht erkennt durch PEMs angemeldet sind. Mehrere Werke vorschlagen, die Verwendung von Faktoren, die echten Werte über eine theoretische Berechnung6zu erhalten.
Die Unsicherheit der Schatteneffekt des menschlichen Körpers ist mit besonderem Interesse angesprochen worden, wie PEMs ausgelegt sind, durch den Benutzer, mit der Anwesenheit von der Unsicherheit in der protokollierten Daten Träger getragen werden. Wissen und Quantifizierung der BSE-dazu beitragen, richtige Interpretationen von Expositionsdaten, ohne die, wäre es notwendig, strenge Messverfahren durchzuführen. Die BSE kann vermieden werden, durch das Tragen von mehreren PEMs, befindet sich auf den verschiedenen Teilen des menschlichen Körpers7, oder durch Anwendung von Korrekturfaktoren auf die erzielten Ergebnisse5,9,10,11,12 . In anderen Fällen hat unterdessen der Körper in Simulationstechniken mit dem Einsatz von Zylinder13ersetzt. Einige Werke vorschlagen, spezielle Messtechniken zur Vermeidung den Einfluss des menschlichen Körpers13Umsetzung. Die vorliegende Studie schlägt eine Messung-Methodik, die den Einfluss des Körpers in echten indoor Gehäuse ohne Manipulation von Expositionsdaten vermeidet.
Ein Merkmal der PEMs ist die nicht-Identifizierung der Strahlungsquelle. PEMs messen das elektrische Feld (E-Feld) in bestimmten Frequenzbereichen, aber wenn mehrere Quellen oder Geräte auf der gleichen Frequenz ausstrahlen, misst die PEM E-Feldebene ohne den Beitrag aus einer bestimmten Quelle zu identifizieren.
Erfordert daher wegen dieser Quellen der Unsicherheit in der PEMs protokollierten Daten Exposition Analyse Verfahren für die experimentelle Evaluation und die numerischen Vorhersage der EMF-Ebenen um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten. Dieses Werk stellt eine geeignete Methode, die verwendet werden kann, um die Exposition gegenüber E-Feldern (2,4-GHz-Frequenz) in indoor Gehäuse zu bewerten. Mit dieser Methodik, die zuvor erwähnten Unsicherheiten durch Unterschätzung wegen der BSE verursacht Überschätzung verursacht durch nicht erkennt und die Unzuverlässigkeit der Identifikation der Strahlenquelle vermieden werden. Diese verbesserte Zuverlässigkeit bedeutet, dass die Daten unter Verwendung der vorgeschlagenen Methode eine Obergrenze bei widrigen Bedingungen in der EMF-Exposition. Die Expositionsgrenzwerte gegründet im nationalen und internationalen Standards für Gesundheitsschutz für Tiefflüge EMF Daten definiert wurden unverändert von Wirkung oder Agent. Das vorgeschlagene experimentelle Verfahren eignet sich in Bezug auf regulatorische Test, da die Unsicherheiten in den protokollierten Daten, die zuverlässige Informationen, der gegenübergestellt werden kann mit den Schwellenwerten Exposition vermieden werden.
Nach Umsetzung des experimentellen Protokolls, wurden die erzielten Ergebnisse im Vergleich zu den Schwellen und Lichtwerte in der europäischen Gesetzgebung zu empfehlen. Dies wurde getan, um zu überprüfen, die Einhaltung der EMF-Exposition durch Wi-Fi-Systeme, im typischen indoor-Umgebungen, die wiederum gemeinsamen Arbeitsplatz zusammenhängen darstellen. Eine Wi-Fi-Frequenz von 2,4 GHz derzeit eines der Kommunikation-Bands für die gibt es auf die Exposition der Öffentlichkeit zugänglicher Daten. Das politische Interesse an dieser besonderen Band ist aufgrund der weit verbreiteten Bedenken im Hinblick auf die möglichen gesundheitlichen Auswirkungen der Exposition gegenüber HF-Energie emittiert von WLAN-fähigen Geräten in sensiblen Umgebungen wie Gesundheitszentren, Krankenhäuser, Schulen, und sogar Haushalt-Einstellungen15.
Dieses Werk stellt ein Protokoll, um unbeirrt Messungen in Bezug auf E-Feld Expositionsbedingungen, vermeiden Sie die Unsicherheiten im Zusammenhang mit der Verwendung von PEMs liefern. Das Ziel dieser Arbeit ist es, bessere Nutzung der PEMs als Messgeräte in Konformitätstests.
Der Aspekt dieses Protokolls, die wichtig für die zuverlässige Erfassung von Expositionsdaten, ohne den Einfluss der PEM Unsicherheiten, befindet sich die PEM. PEM muss 1 m vom Benutzer Weg zur Vermeidung von Unterschätzung verursacht durch den Einfluss des Körpers angesiedelt sein und implizit, um zu vermeiden, eine hohe Anzahl von nicht-erkennt in der protokollierten Daten. Gibt es Aspekte des Protokolls, die geändert werden können; Änderungen und Einschränkungen des vorgeschlagenen Verfahrens werden wie folgt beurteilt.
Das Messinstrument ausgewählt, um das Experiment durchzuführen ist die PEM, die in zahlreichen Studien für die Analyse der EMF-Exposition in Außenbereichen, dynamisch und in große geographische Gebiete24,25verwendet worden ist, 26. Messdaten mit der PEMs sind, zwar nicht so genau wie die Messungen zur Verfügung gestellt von einem Spektrumanalysator (SA) zahlreiche epidemiologische Studien verwenden PEMs durch ihre einfache Handhabung und Messung der Geschwindigkeit26, 4 s wird die minimale Abtastperiode. Die PEMs verwendet an der Arbeit haben eine Mindestgrenze von Empfindlichkeitsbereich von 0,05 V/m. Modernere PEMs haben mit größeren Empfindlichkeit Reichweiten vermarktet 0,005 V/m wird die unterste Grenze für das Frequenzband von 2,4 GHz, also die Anzahl der nicht erkennt wird niedriger sein als die Körper der PEM Abschirmung ist. Jedoch ist diese Tatsache nicht relevant für dieses Experiment, da die erzielten Ergebnisse ohne die BSE-Unsicherheit immer größer als 0,05 V/m waren. Gibt es andere Modelle der PEMs mit niedrigeren Probenahme Perioden, aber das Modell in diesem Experiment verwendet wurden ausgewählt, weil es auf den Körper, auf Hüfthöhe, leicht zu transportieren ist, wo ist der Körper maximal PEM Abschirmung.
In Vorversuchen war ein WLAN-AP mit dem Wi-Fi-Frequenzband von 2,4 GHz als eine Strahlenquelle beschäftigt. Nach Beurteilung der sonnenleistung AP mit einem SA, war eine Überprüfung durchgeführt, um bestätigen, dass die Datenpakete nicht kontinuierlich übertragen wurden und es Zeiträume ohne Übertragung27,28 gab. Infolgedessen waren ein erheblicher Teil der RF-EMF Ebenen unterhalb der Nachweisgrenze (0,05 V/m) von der PEMs. Die minimale WLAN-AP-Einschaltdauer von Bakensignale fixiert war und lag bei etwa 0,01 %. Unterdessen ein kontinuierliches Signal, mit dem oberen Pflicht-Zyklus-Limit von 100 %, reproduziert die Worst-Case-Bedingungen, unter Vermeidung der Unsicherheit nicht erkennt. Aus diesem Grund einen Signalgenerator und eine Bikonische Antenne Strahlungsquellen dienten als um eine kontinuierliche Welle 100 mW Leistung, bei der WLAN-Frequenz und ohne Modulation zu generieren.
E-Feld-Ebenen, in den vier ausgewählten indoor-Anlagen, haben mit einer Raytracing Software basierend auf Bildtheorie vorausgesagt worden. Die Auswertung der Versuchsergebnisse mit einer anderen experimentelle Technik, wie z. B. eine SA mit einer Sonde wurden nicht berücksichtigt, da es darum geht, den Einfluss von BSE und anderen PEM Unsicherheiten und nicht die PEM Fähigkeit, wie ein anderer Betrieb zu analysieren, Messgerät. Die Grenzen der Bildtheorie sind aufgrund der nicht idealen Umgebungsbedingungen, d. h. wenn die reflektierenden Oberflächen nicht dünn, flach oder planare. Die Modellergebnisse Vermehrung sammeln die Unsicherheit der Reflexion Koeffizienten, wenn die Bedingungen nicht optimal sind. Wenn die Flächen im Umfang begrenzt sind, ist es möglich, die Strahlen zu beseitigen, die nicht mit ihnen abfangen zu tun. Mit zunehmender Anzahl der Reflexionen Fresnel Ellipsoide vergrößert, und die Angleichung ist schlimmer. Jedoch werden die Strahlen von Mehrfachreflexionen werden schwächer und haben weniger Einfluss auf die endgültigen Ergebnisse.
Der naive Ansatz wird angewendet, um die Unsicherheit der lösen die nicht erkennt. Diese Methode besteht darin, die Substitution der Werte unterhalb der Empfindlichkeit Bereichsgrenze mit dem unteren Erkennung Grenze29. Gibt es andere Methoden um die Unsicherheit zu beheben mit dem Ersatz von aufgezeichneten Daten nicht erkennt. Die robuste Regression auf Bestellung Statistikmethode (ROS) prognostiziert die unentdeckte Werte, wenn man bedenkt, dass sie einer logarithmischen Verteilung folgen. Andere Methoden können auf die Daten angewendet werden, aber die Schätzungen immer präsentieren einen Spielraum für Fehler. Die Methode der Substitution durch die untere Nachweisgrenze verwendet worden ist, da die Substitution durch einen festen Wert die Identifizierung von ermöglicht den nicht erkennt. Darüber hinaus stellt dieser Region die CDFs keine relevanten Unterschiede unter den verschiedenen Fällen unter Analyse.
Die Unsicherheit der Schatteneffekt des menschlichen Körpers mit besonderem Interesse angegangen werden muss, angesichts der Tatsache, dass PEMs vom Benutzer getragen werden sollen, und die Anwesenheit des Trägers ist die Ursache für diese Unsicherheit. Darüber hinaus kann die Unterschätzung der BSE beinhalten eine Erhöhung in nicht erkennt. Die BSE kann auch vermieden werden, durch das Tragen von mehreren PEMs auf verschiedene Teile des Körpers30,31; Mittelung der protokollierten Daten von zwei PEMs befindet sich auf gegenüberliegenden Seiten des Körpers führt zu einer kleineren Unterschätzung und eine geringere Unsicherheit als die protokollierten Daten von einem einzigen PEM5. Eine andere ist alternative, die Veränderung von der Exposition aufgrund der BSE-Fälle in der Interpretation der Expositionsdaten berücksichtigen und entsprechende Korrekturfaktoren anzuwenden. Aber diese müssen individuell in Abhängigkeit von der Aktivität und der Umwelt bestimmt werden, und sind sehr komplex, um richtig anwenden. In dieser Studie verwendete Technik schlägt auch eine praktische Möglichkeit, die BSE zu vermeiden, die erfordert nur einen einzigen PEM, die Verarbeitung der Daten zu vermeiden.
Unter Berücksichtigung der Fortschritte im Mobiltechnologie und das Interesse an den menschlichen Körper Dämpfung in Zukunft 5G (5. Generation) Radio-Systeme32, die Technik, die in dieser Studie vorgestellt verwendet werden, um die Exposition des Menschen gegenüber der neuen Generation Netzwerke bewerten die oben genannten Unsicherheiten zu vermeiden.
The authors have nothing to disclose.
Diese Arbeit wurde unterstützt durch das Projekt “Elektromagnetische Charakterisierung in intelligenten Umgebungen des Gesundheitswesens” und ihre Beteiligung an Personal, Occupational and Environmental Health (DGPY-1285/15, PI14CIII/00056), und mit dem Human Resources von der Projekt “Netzwerk Plattform für die Entwicklung der Telemedizin in Spanien” (DGPY-1301/08-1-TS-3), beide Mittel aus Sub-Directorate-General für Forschung Beurteilung und Förderung (Carlos III Health Institute).
Personal exposimeter | SATIMO | EME SPY 121/100 | Worn personal exposimer to log expsure data |
Personal exposimeter | ANTENNESSA | EME SPY 121/120 | Worn personal exposimer to log expsure data |
Wi-Fi Access Point | CISCO | Aironet 1130 | Wi-Fi access point, vertial polarization |
Analog Signal Generator | AGILENT | N5181A MXG | Analog Signal Generator |
Precision Conical Dipole | SEIBERSDORF | PCD 8250 | Broadband antenna 80 MHz – 3 GHz. Dipole-like radiation pattern that is omnidirectional in the horizontal plane |
Cable | ROHDE & SCHWARZ | LARG-214/U | Low loss cable |