LEXNET

Društveno – ekonomska analiza, metrike za izloženost EMP, i ciljevi za smanjenje

Ciljevi

Glavni cilj ove radne grupe bio je definisanje indeksa izloženosti ljudi elektromagnetnim poljima (EI), koji kombinuje izloženost koja potiče od pristupnih tačaka i baznih stanica sa izloženošću od personalnih bežičnih uređaja. Ova nova metrika treba da služi za realno ocenjivanje izloženosti populacije bežičnoj mreži, u cilju razvoja mrežne arhitekture i inovativnih radio-tehnologija kojima se smanjuje realna izloženost ljudi bežičnim sistemima.

Kako je percepcija rizika ključno pitanje, cilj ove radne grupe bio je i analiza mišljenja ljudi u vezi sa izlaganjem, njihove percepcije rizika i stava prema prihvatanju činjenica o izlaganju, kako bi svi ovi aspekti bili uzeti u
obzir pri definisanju indeksa izloženosti, a potom i u daljim naporima vezanim za unapređenje komunikacionih sistema. Osim toga, poslednji cilj bio je i da se sprovede široki društveni dijalog o smanjenju izloženosti, budućim oblicima izlaganja i njihovoj prihvatljivosti.

Metodologija

Analiza postojećih metrika za ocenjivanje izloženosti elektromagnetnim poljima u radio-frekvencijskom opsegu izvršena je u cilju razvoja nove metrike, koja kombinuje oba smera komunikacije (DL i UL) i karakteriše prosečnu izloženost populacije bežičnoj mreži kao celini. Odabrani su odgovarajući modeli za ljude (odrasli, deca, trudnice, itd.), kao i odgovarajući položaji tela koji treba da budu korišćeni za procenu izloženosti. Korišćenjem numeričkih i statističkih alata, određene su vrednosti za kombinovanu izloženost od baznih stanica/pristupnih tačaka i od bežičnih uređaja, i to u različitim konfiguracijama i za različite scenarije korišćenja, izračunavanjem specifične brzine apsorpcije energije (engl. Specific Absorption Rate – SAR).

Dve ankete o percepciji rizika i izlaganjima su sprovedene u nekoliko zemalja, da bi se analizirala veza između percepcije rizika i percepcije izloženosti elektromagnetnim poljima iz radiofrekvencijskog opsega, sa ciljem da se testira društvena prihvatljivost razvijenog indeksa izloženosti.

Glavni rezultati

Cilj LEXNET projekta je da nadomesti nedostatke dva različita načina ocenjivanja izloženosti predlogom nove metrike koja se naziva indeks izloženosti (EI). EI obuhvata procenu prosečne izloženosti populacije, uzrokovanu personalnim
uređajima sa jedne strane i baznim stanicama (ili pristupnim tačkama) sa druge strane. Zamisao EI-a je zasnovana na usrednjavanju globalne izloženosti u prostoru (procenom EI-a u određenoj oblasti) i usrednjavanju u toku vremena
(razmatranjem definisanog vremenskog okvira).

Fokus prve sprovedene ankete bio je ispitivanje doživljaja ispitanika u vezi sa svakodnevnom izlaganjem radio-frekvencijskim elektromagnetnim poljima, kao i percepcija rizika i opasnosti po zdravlje. Tema druge ankete bila je
sveobuhvatnost i prihvatljivost nove metrike izloženosti od strane opšte ljudske populacije, kao i način na koji ljudi razmatraju strategije predložene u okviru LEXNET projekta, za definisanje i smanjenje izloženosti populacije
elektromagnetnim poljima. Ove dve ankete su pokazale da je percepcija intenziteta izloženosti najbolji indikator za predviđanje percepcije rizika od elektromagnetnih polja u radio-frekvencijskog opsegu.  Pored toga, kroz ankete je
pokazano da je izloženost u dalekom polju baznih stanica precenjena i da dovodi do pojačanog doživljaja postojanja rizika. Najvažniji rezultat je dobra prihvatljivost i razumevanje koncepta EI-a od strane ispitanika.

Tehnički uticaj

Nova metrika za ocenu izloženosti elektromagntnim poljima je razvijena i procenjeni su svi podaci o mreži, izloženosti, korišćenju bežičnih uređaja, neophodni za delotvornu integraciju EI-a.

Društveni uticaj

Podrška i sveobuhvatnost ciljeva LEXNET projekta opravdava zaključak da osnovni koncepti mogu biti predočeni i prihvaćeni od strane opšte ljudske populacije.

Efikasna merenja elektromagnetnih polja i procene indeksa izloženosti

Ciljevi

• Dizajn dozimetra koji omogućava merenja elektromagnetnih polja na lokacijama od interesa u realnom vremenu i u okviru celokupnog LEXNET frekvencijskog opsega.
• Procena uticaja blizine tela na izmerena elektromagnetna polja od strane nosivih dozimetara, kao i predlog šema za korekciju tog uticaja.
• Razvoj metodologije za procenu indeksa izloženosti elektromagnetnim poljima.

Metodologija

Radna grupa je podeljena na dva manja zadatka. Prvi zadatak je u vezi sa razvojem LEXNET dozimetra. Identifikacija postojećih mernih alata i načina merenja elektromagnetnih polja na lokacijama od interesa je sačinjavala prvi korak. Nakon toga, predložena je nova arhitektura kojom se rešavaju izazovi ustanovljeni u okviru LEXNET-a. Izvršena je detaljna analiza predloženog dizajna i identifikovane su sve sastavne komponente. Svaka komponenta arhitekture LEXNET dozimetra je potom evaluirana i testirana, i princip rada je proveren kontrolnim merenjima. U paraleli, izvršena je i detaljna studija korišćenjem simulacija i merenja za ocenu uticaja ljudskog tela i varijacije mrežnih parametara na merenja dozimetra.

Drugi zadatak se sastojao od identifikovanja svih dostupnih podataka od mernih uređaja, simulacionih alata, i statističkih ulaza u vezi sa upotrebom različitih telekomunikacionih uređaja. Nakon toga, definisan je sveobuhvatni dijagram toka za računanje indeksa izloženosti (definisanog u okviru RG2).

Glavni rezultati

Tehničke specifikacije LEXNET dozimetra su određene na osnovu izazova definisanih u predlogu projekta i naglašena su poboljšanja u odnosu na trenutno dostupna rešenja. Urađena je detaljna analiza i definisane su specifikacije za svaku komponentu arhitekture. Potom su identifikovane odgovarajuće komponente. Prvi korak se sastojao u karakterizaciji i validaciji svake pojedinačne komponente, da bi se potom glavni blokovi sklopili i da bi se princip rada dozimetra proverio korišćenjem jednostavnih merenja u kontrolisanom okruženju. Mehanička struktura dozimetra je takođe razmatrana. Uticaj ljudskog tela na merenja dozimetrom je kvantifikovan korišćenjem simulacija i mernih kampanja (kako u kontrolisanom, tako i u realnom okruženju). Predložene su tri šeme za korekciju da bi se uzeo u obzir uticaj ljudskog tela. Varijacije u mreži na dnevnom/nedeljnom nivou su zabeležene i uvrštene u statističke podatke.

U vezi sa metodologijom za određivanje indeksa izloženosti, predložen je detaljan dijagram toka, relevantan za odabrane scenarije i ograničenja dostupnih podataka. Detaljna metodologija za procenu indeksa izloženosti je razvijena.

Tehnički uticaj

Predložena je nova i fleksibilna arhitektura dozimetra i potvrđen je njen radni potencijal mernim rezultatima za pojedinačne blokove. Šeme za korekciju uticaja koje ima ljudsko telo na merenja dozimetra su takođe predložene. Varijacije u mreži su kvantifikovane za različite scenarije. Metodologija za procenu indeksa izloženosti je razvijena za različite referentne scenarije.

Društveni uticaj

LEXNET dozimetar se može koristiti za procenu svakodnevne izloženosti određenog korisnika u njegovom/njenom okruženju da bi se kvantifikovala i mapirala izloženost na DL-u sa velikom preciznošću. Statistički podaci dobijeni merenjima u mreži se mogu koristiti kao odgovor na zabrinutost opšte populacije u vezi sa varijacijom izloženosti u nekim referentnim scenarijima.

„Pametni radio“ sa niskim nivoom elektromagnetnih polja

Ciljevi

Jedan od ciljeva LEXNET projekta je u pružanju metoda za smanjenje izloženosti ljudi elektromagnetnim poljima koja potiču od uređaja za komunikaciju, a koji rade u radiofrekvencijskom opsegu. U okviru radne grupe „Pametni radio sa niskim nivoom EMP“, cilj je da se prepoznaju inovativne radio-komponente i tehnike prenosa sa najvećim potencijalom za smanjenje indeksa izloženosti, kao i da se izvrši kvantitativna procena nivoa mogućeg smanjenja.

Metodologija

Kako je korišćena zajednička evaluaciona metodologija od pet koraka, procena smanjenja indeksa izloženosti za sva proučavana rešenja u okviru RG4 je urađena na uniformni način. Štaviše, kako se sva rešenja ispituju za njima relevantne scenarije definisane u RG2, moguće je fer upoređivanje dobijenih rezultata. Korišćenjem ove metodologije može se napraviti izbor između različitih tehnologija za nizak nivo EMP, pa se samim tim prioritet može dati najdelotvornijim rešenjima. Takođe, očekivano smanjenje indeksa izloženosti nakon kombinacije nekih predloženih inovativnih tehnika se može bolje proceniti kroz ovakav ujednačen pristup.

Glavni rezultati

LEXNET indeks izloženosti je implementiran u cilju analize učinka i važnosti radio-tehnologija sa niskim nivoima EMP, a zahvaljujući zajedničkoj evaluacionoj metodologiji. Preliminarni rezultati (smanjenje ideksa izloženosti nasuprot kvalitetu servisa (engl. Quality of Service- QoS) su predloženi za svako od rešenja za njima specifičan scenario (rezultati se mogu naći u izveštaju D4.2). Smanjenje izloženosti varira od 5% do 80% u zavisnosti od rešenja, dok se QoS zadržava na istom nivou. Ovi preliminarni rezultati će biti objedinjeni, najzad i kombinovani, i procenjeni na osnovu podataka o dnevnoj upotrebi informaciono komunikacionih tehnologija u toku treće godine LEXNET projekta.

Tehnički uticaj

LEXNET RG4 se bavi ispitivanjem velikog broja tehnika (kako na hardveru, tako i na nivou radio-veze) koje se mogu razvrstati u 3 glavne kategorije:

Optimizacija prostorne raspodele elektromagnetnog polja (kontrola zračenja antene, usmeravanje dijagrama zračenja antena za bazne stanice malih ćelija i laptop računara);
Optimizacija iskorišćnosti prenosa (mehanizmi diskontinulalne predaje i štednje enerije, smanjenje interferencije, smanjenje uticaja signalizacionih tehnika, algoritmi retransmisije);
Poboljšanje prijemnih performansi da bi se zahtevala niža predajna snaga (poboljšan radiofrekvencijski prijemnik).

Društveni uticaj

Metodologija za procenu izloženosti implementirana u RG4 omogućava upoređivanje izloženosti ljudi elektromagnetnim poljima za bilo koju radio-tehnologiju. Kao rezultat, obični ljudi, kao i oni koji donose odluke bi jednostavno mogli da odaberu ili ocene najperspektivniju radio-tehnologiju za dati scenario.

„Pametne arhitekture“ sa niskim nivoom elektromagnetnih polja

Ciljevi

Osnovni cilj RG5 je da istraži i dizajnira nove mrežne arhitekture i tehnike upravljanja usmerene ka smanjenju izloženosti ljudi elektromagnetnim poljima, bez ugrožavanja percipiranog kvaliteta iskustva (engl. Quality of Experience – QoE) za krajnje korisnike. Da bi se ovo ostvarilo RG5 izučava veći broj različitih postojećih i budućih radio pristupnih tehnologija (engl. Radio Access Technologies- RATs) i dizajnira nove tehnike i algoritme za smanjenje elektromagnetnih polja.

Metodologija

Od samog početka RG5 insistirano je na bliskoj saradnji partnera. Počevši od strukture koje se sastojala od dva zadatka, jednog čiji je naglasak bio na novim topologijama, i drugog posvećenog tehnikama upravljanja, partneri koji su se bavili srodnim temama su se grupisali zarad postizanja kvalitetnijih i opsežnijih rešenja. Primenjivani su različiti pristupi, poput teorijske analize, dizajna i specifikacije algoritama i protokola, studija zasnovanim na simulacijama i realnim primenama, ili na merenjima u operativnim mrežama. Sve u svemu, RG5 se bavila smanjenjem indeksa izloženosti iz različitih uglova i korišćenjem različitih pristupa, što je dovelo do veoma sveobuhvatne slike o svim pratećim problemima.

Glavni rezultati

Iako je broj i kvalitet postignutih rezultata izvanredno visok, sledeći rezultati se posebno izdvajaju:

Identifikacija ključnih aspekata za primenu rešenja sa niskim nivoom EMP;
Povećanje gustine malih ćelija može dovesti do manje izloženosti;
Predlog tehnika za smanjenje izloženosti korišćenjem optimizovanih topologija, poboljšanih protokola za rutiranje i modifikacija procedura na nivou linka.

Tehnički uticaj

Uticaj gore navedenih rezultata ima tehnički doprinos, pošto će zasigurno pomoći operatorima mreža i proizvođačima u razvijanju novih procedura i tehnika za smanjenje izloženosti, koje potiče od bežičnih komunikacija, a bez ugrožavanja kvaliteta iskustva za krajnje korisnike. Pored toga, u određenim slučajevima, može doći i do kolateralnih benefita u vidu smanjenje potrošnje električne energije, što sa sa sobom povlači i smanjenje operativnih troškova.

Društveni uticaj

U ovom slučaju, očekivani društveni uticaj RG5 je u skladu sa celokupnom strategijom LEXNET-a; krajnji korisnici su zabrinuti oko potencijalno štetnih efekata izlaganja elektomagnetnim poljima, ali je malo verovatno da bi prihvatili degradaciju u kvalitetu iskustva. Pored toga, može se reći da će tehnike koje se istražuju u okviru RG5 takođe smanjiti pasivnu izloženost opšte ljudske populacije, što uključuje i one koji nisu krajnji korisnici bežičnih komunikacionih sistema.

Validacija i procena ciljeva

Ciljevi

RG6 stremi da izvrši eksperimentalnu proveru u vidu demonstracije, validacije i evaluacije najboljih tehnika za procenu i smanjenje izloženosti elektromagnetnim poljima koje su istraživane u okviru LEXNET-a. Specifikacije za najperspektivnija rešenja, detaljno objašnjene u okviru RG3 (metodologije procene i dozimetri), RG4 (komponente sa niskim nivoom EMP), i RG5 (optimizovane topologije i inovativne tehnike upravljanja mrežom), će biti implementirane u realnim prototipima, sistemskim simulatorima ili laboratorijskim postavkama zarad detaljnih ispitivanja. Uticaj LEXNET tehnika će biti procenjen u vidu korisničkog iskustva i smanjenja izloženosti elektromagnetnim poljima.

Metodologija

Aktivnosti u okviru RG6 su počele 6 meseci nakon početka projekta. Glavne osobine mernih instrumenata i laboratorijskih postavki koje treba razviti i/ili koristiti su definisane u okviru prve faze, pretežno tokom prve godine projekta.

Partneri u okviru RG6 su se potom fokusirali, u toku druge godine, na razvoj (harderskih i softverskih) alata, razrađivanje scenarija, i implementaciju metodologija za procenu indeksa izloženosti. Posebno, dva tipa dozimetra su razvijena u vidu prototipa, validirana i proizvedena za merenje izloženosti na DL-u: verzija sa niskom cenom za implementaciju u SmartSantander bežičnim senzorskim mrežama; i kompletna verzija za nošenje ili za drive-test merenja.

Poslednja faza u okviru RG6 će se sastojati iz evaluacija i demonstracija.

Glavni rezultati

Platforma za validaciju u okviru RG6 se razvija sa dvojakim ciljem: ispitati izvodljivost tehnika i rešenja (kako u okviru komponenti radio-veze tako i u okviru entiteta mrežnog upravljanja) koje LEXNET predlaže za smanjenje izloženosti; i proceniti sam indeks izloženosti, posebno preko realnih mreža, korišćenjem različitih metodologija. Platforma se sastoji od laboratorijskih postavki, alata za simulaciju mreže, bežičnih lokalnih računarskih mreža, stvarne ćelijske mreže i SmartSantander bežične senzorske mreže, detaljno opisane u okviru izveštaja D6.1.

Glavni tehnički rezultat do ovog trenutka je proizvodnja 50 dozimetara niske cene koji se integrišu u SmartSantander platformu za skupljanje i objavljivanje podataka u realnom vremenu o nivou izloženosti na DL- u u okviru značajnog dela grada Santandera (Španija).

Tehnički uticaj

RG6 će proizvesti dva glavna tehnička rezultata po svom završetku. Prvo, više metodologija za procenu indeksa izloženosti će biti demonstrirane korišćenjem tehnika radio planiranja, alata za drive-test merenja, tehnika nadgledanja i/ili bežičnih senzorskih mreža. Ovaj pristup će poslužiti u standardizaciji merne metodologije za indeks izloženosti; a može se koristiti i kao referenca za različite vrste zainteresovanih strana (od proizvođača opreme do javnih uprava/vlasti) u budućem razvoju ili nadgledanju mreža sa niskim nivoom elektromagnetnih polja.

Drugo, LEXNET metode ili tehnologije će biti demonstrirane i procenjene u pogledu kvaliteta servisa i indeksa izloženosti: optimizacija dizajna mreže; pametno upravljanje resursima; povećanje gustine malih ćelija; neaktivni mod; niskošumni prijemnik; i usmeravanje dijagrama zračenja antene. Rezultati će doprineti karakterizaciji i promociji tehnika koje se pokažu relevantnim za smanjenje elektromagnetnih polja.

Društveni uticaj

RG6 će doprineti smanjenju izloženosti opšte populacije time što će obezbediti potvrdu kocepta nove LEXNET metrike, neophodnu za standardizaciju, ali takođe i demonstriranjem načina na koji se novi indeks izloženosti može proceniti od strane operatora mreže, regulatora, ili javnih uprava/vlasti pri dizajnu, kontroli ili odlučivanju o implementaciji bežične mreže. Glavna inovacija koju LEXNET donosi u proceni izloženosti je očigledno u razmatranju i UL komponente pored tradicionalno razmatrane DL komponente koja potiče od baznih stanica. Ukoliko bude prihvaćena od strane svih zainteresovanih strana, primena ovog koncepta može značajno promeniti način na koji se bežične mreže grade i način na koji opšta populacija utiče na razvoj, odabir i primenu tehnologija (kao na primeru povećanja gustine malih ćelija).