Необходимые ограничения на характеристики систем мобильной (сотовой) связи 4G/5G для обеспечения их безопасности для пользователей

Реализация планов интенсивного развития технологий, систем и услуг мобильной (сотовой) связи (CC) четвертого (4G) и пятого (5G) поколений, а к 2030 году и шестого поколения (6G), предполагающая увеличение на много порядков скоростей передачи данных по радиоканалам пользовательских интерфейсов, без принятия специальных мер и ограничений может сопровождаться значительным увеличением мощности электромагнитного излучения абонентского оборудования. Эта мощность, верхние пределы которой определены на уровне 23–26 дБм, что превышает безопасные уровни для населения, определяет степень приемлемости добровольных экологических рисков от внедрения 4G/5G/6G во все сферы человеческой деятельности. Цель работы – оценка ожидаемых ограничений на системные характеристики мобильной связи 4G/5G при использовании безопасных для населения уровней мощности электромагнитного излучения абонентских устройств. В качестве анализируемых характеристик систем мобильной связи рассмотрены максимальная дальность связи, максимально допустимая скорость передачи данных и допустимый относительный уровень внутрисетевых помех. Количественный системный анализ этих ограничений, результаты которого приведены в данной работе, позволяет обосновать необходимые системные, технические и организационные решения, направленные на обеспечение требуемого уровня электромагнитной безопасности потребителей услуг 4G/5G/6G в условиях быстрого развития этих систем без ущерба эффективности технологий информационного обслуживания современного общества.

1. Characteristics of broadband radio local area networks. Rec. ITU-R M.1450.

2. IMT Vision - Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond. Rec. ITU-R M.2083.

3. Fundamentals of 5G Mobile Networks. Edited by J. Rodriguez. John Wiley & Sons; 2015.

4. Mordachev V.I., Svistunov A.S. [Restrictions of the radio-frequency resource assigned for the GSM cellular network, providing its electromagnetic safety at various levels of radio reception sensitivity and heights of antennas of GSM base stations]. Doklady BGUIR = Doklady BGUIR. 2010;8(54):46-53. (in Russ.)

5. Mordachev V. Restrictions on Wideband Systems of Mobile Communications of New Generations at Declared Expansion of Data Transfer Rates. Proc. of the 2018 Int. Symp. “EMC Europe 2018”, Amsterdam, The Netherlands, Aug. 27-30, 2018: 202-207.

6. Toledo A.F., Turkmani A.M.D. Propagation into and within buildings at 900, 1800 and 2300 MHz. Proc. of IEEE Vehicle Technology Conference, 1992: 633-636.

7. Propagation data and prediction methods for the planning of short-range outdoor radiocommunication systems and radio local area networks in the frequency range 300 MHz to 100 GHz, Rec. ITU-R P.1411-8.

8. Asplund H., Astely D., Von Butovitsch P., Chapman T., Frenne M., Ghasemzadeh F., Hagstrom M., Hogan B., Jongren G., Karlsson J., Kronestedt F, Larsson E. Advanced Antenna Systems for 5G Network Deployments. Bridging the Gap Between Theory and Practice. Academic Press; 2020.

9. Guidelines for evaluation of radio interface technologies for IMT-2020. Report ITU-R M.2412.

10. Ahmadi S. 5G NR. Architecture, Technology, Implementation, and Operation of 3GPP New Radio Standards. Academic Press; 2019.

11. Tikhvinsky V., Koval V., Bochechka G., Babin A. [Iot/M2M Networks: Technologies, Architecture and Applications]. Moscow: Media Publisher; 2017. (in Russ.)

12. Mordachev V.I. [Correlation between the potential electromagnetic pollution level and the danger of COVID-19. 4G/5G/6G can be safe for people]. Doklady BGUIR = Doklady BGUIR. 2020;18(4):96-112. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2020-18-4-96-112. (in Russ.)

13. Mordachev V. System-Level Estimation of Prevailing Levels of EM Fields of Mobile Phones Considering Near-Field Zone Limitations of Their Antennas. Proc. of the Int. Symp. “EMC Europe 2017ˮ, Angers, France, Sept. 4-8, 2017 (paper No. 64).

14. Zhang Z., Xiao Y., Ma Z., Xiao M., Ding Z., Lei X., Karagiannidis G.K., Fan P. 6G Wireless Networks: Vision, Requirements, Architecture, and Key Technologies. IEEE VT Magazine. 2019;14(3):28-41.

15. Hardell L., Carlberg M. Health risks from radiofrequency radiation, including 5G, should be assessed by experts with no conflicts of interest. Oncology Letters. 2020;20(15):1-11. https://doi.org/10.3892/ol.2020.11876.