Beamforming mit "Codebook": revolutionäre Antennentechnik (Technik)

H. Lamarr @, München, Samstag, 13.06.2020, 02:30 (vor 264 Tagen)

Da Gigaherz-Präsident Jakob von der 5G-Antennentechnik noch weniger Ahnung hat als ich, ist alles was er über 5G verbreitet sowieso für die Tonne. Denn würde er technische Informationen von Ericsson nicht nur mit starrem Tunnelblick auswerten, sondern ohne Scheuklappen, könnte er über Beamforming existenziell Interessantes lesen.

So glaubt Jakob noch immer, die Beams einer smarten 5G-Antenne würden innerhalb eines Sektors beliebige Positionen gezielt ausleuchten können. Ericsson hingegen sagt etwas anderes: Die Positionen, die ein Beam ausleuchten kann, sind nicht beliebig (im Sinne von kontinuierlich steuerbar), sondern als Koordinatenraster in einem "Codebook" (der Antenne) gespeichert. Das liest sich jetzt noch wenig aufregend. Doch es ist richtig spannend, denn dieses Codebook kann kritische Positionen mühelos davon ausklammern, von einem Beam ausgeleuchtet zu werden (entweder gar nicht oder mit beliebig geringer Leistung). Dies bedeutet nicht mehr und nicht weniger als eine Revolution in der Gestaltung von Antennendiagrammen, die sich mit smarten 5G-Antennen jetzt situationsbezogen an örtliche Gegebenheiten anpassen lassen! So eine kritische Position wäre z.B. in der Schweiz ein nahe gelegener Omen, bei dem es dann zu keiner oder eher zu einer programmiert schwächeren Befeldung käme. Abseits von Omen könnten die Beams vom Codebook wieder mit voller Leistung ausgestattet werden.

Mutmaßlich machen diese eleganten Möglichkeiten smarter 5G-Antennen, z.B. den Schweizer Anlagegrenzwert nur dort einzuhalten, wo es tatsächlich nötig ist, die Vollzugsempfehlung des Bafu an die Kantone so kompliziert. Denn was technisch gut zu lösen ist kann für eine rechtssichere Vollzugsempfehlung eine hohe Hürde sein. Etwa bei dem Sachverhalt, wenn nahe eines 5G-Standorts ein neues Gebäude errichtet wird. Dann muss das Codebook neu programmiert werden, das ist klar. Aber wer informiert den Netzbetreiber von dem Neubau, woher kommen die genauen Gebäudemaße und wie lässt sich kontrollieren, ob das Codebook korrekt programmiert wurde? Das alles klug zu regeln stelle ich mir alles andere als einfach vor.

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Beamforming, Beams, Codebook

Für die Anti-Mobilfunk-Szene ist das Codebook existenzbedrohend

H. Lamarr @, München, Samstag, 13.06.2020, 02:01 (vor 264 Tagen) @ H. Lamarr

Doch es ist richtig spannend, denn dieses Codebook kann kritische Positionen mühelos davon ausklammern, von einem Beam ausgeleuchtet zu werden (entweder gar nicht oder mit beliebig geringer Leistung). Dies bedeutet nicht mehr und nicht weniger als eine Revolution in der Gestaltung von Antennendiagrammen, die mit smarten 5G-Antennen situationsbezogen maßgeschneidert sein können! So eine kritische Position wäre z.B. ein nahe gelegener Omen, bei dem es dann zu keiner oder eher zu einer programmiert schwächeren Befeldung käme.

Smarte 5G-Antennen mit Codebook könnten das Aus für die Anti-Mobilfunk-Szene in aller Welt bedeuten. Denn mit diesen Antennen lassen sich beliebige Objekte im Umkreis einer solchen Antenne gezielt von einer Befeldung ausklammern oder beliebig schwächer befelden. Also z. B. ein Kindergarten, eine Schule, ein Krankenhaus oder ein Altenheim. Damit berauben die neuen Antennen Mobilfunkgegner ihres wichtigsten Arguments, nämlich die Sorge vor gesundheitlich unerwünschten Nebenwirkungen. Sogar die Wohnungen von Mobilfunkgegnern oder "Elektrosensiblen" ließen sich von der Befeldung gezielt ausklammern, wobei ich der Meinung bin, dass diese Personengruppen für den Aufwand, das Codebook für sie neu zu programmieren, zur Kasse gebeten werden sollten. Gemeinderäte könnten künftig beliebigen Standorten von smarten 5G-Antennen bedenkenlos zustimmen und genüsslich abwarten, ob Mobilfunkgegner auf den Plan treten, die z.B. einen nahe gelegenen Kindergarten als Beschwerdegrund vorschieben, um ihr privates Interesse zu verschleiern. Kein Problem, der Kindergarten wird im Codebook von der Befeldung ausgespart. Protestieren die Gegner weiter, müssen sie notgedrungen Farbe bekennen, was kaum gut ankommen dürfte.

Welche Möglichkeiten smarte 5G-Antennen mit Codebook noch alles bieten, kann sich jeder selbst ausmalen. Bei Licht besehen macht die neue Technik Mobilfunkgegner, und auch deren Vereine, aller Voraussicht nach obsolet. Braucht kein Mensch mehr. Darüber hinaus müssen sich wohl auch alle Profiteure der Angst vor HF-Elektrosmog neue Betätigungsfelder suchen (z.B. NF-Elektrosmog), denn wenn die neue Technik geschickt vermarktet wird, vertrocknen in den nächsten Jahren in der Bevölkerung irrationale Ängste gegenüber Mobilfunkantennen, weil es dafür weniger oder gar keine Anlässe mehr gibt. Mag sein, dass ich dies jetzt zu optimistisch sehe, der Szene wird die neue Technik auf jeden Fall schwer zu schaffen machen, und ich bin gespannt, welche bizarren Kopfstände sie vorführen wird, um die Risikowahrnehmung von HF-Elektrosmog in der Bevölkerung krampfhaft aufrecht zu erhalten :-). Wir werden es wahrscheinlich schon bald erleben.

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Beamforming mit "Codebook": revolutionäre Antennentechnik

Gustav, Sonntag, 14.06.2020, 16:03 (vor 263 Tagen) @ H. Lamarr

Mutmaßlich machen diese eleganten Möglichkeiten smarter 5G-Antennen, z.B. den Schweizer Anlagegrenzwert nur dort einzuhalten, wo es tatsächlich nötig ist, die Vollzugsempfehlung des Bafu an die Kantone so kompliziert. Denn was technisch gut zu lösen ist kann für eine rechtssichere Vollzugsempfehlung eine hohe Hürde sein. Etwa bei dem Sachverhalt, wenn nahe eines 5G-Standorts ein neues Gebäude errichtet wird. Dann muss das Codebook neu programmiert werden, das ist klar. Aber wer informiert den Netzbetreiber von dem Neubau, woher kommen die genauen Gebäudemaße und wie lässt sich kontrollieren, ob das Codebook korrekt programmiert wurde? Das alles klug zu regeln stelle ich mir alles andere als einfach vor.

Was hat das mit 5G und smarten Antennen zu tun?

Die gleiche Situation ist auch mit dem guten alten GSM und klassischen Antennen möglich. Ein Betreiber möchte ein Dorf versorgen und baut am Ortsrand auf einem Acker seinen Masten. Dann verkauft der Bauer zwei Jahre später sein Land und auf dem ehemaligen Acker entstehen neue Wohnhäuser. Wer stellt sicher, dass die Grenzwerte auch in diesen neuen Wohnungen eingehalten werden?

Entweder gibt es dafür ein Verfahren oder es gilt: Wer zuerst kommt malt zuerst, d.h. der Betreiber kann sich auf die früher erteilte Bewilligung berufen.

So oder so sehe ich keinen Unterschied zu 5G und smarten Antennen und klassischen Antennen mit festem Antennendiagramm.

Ich vermute(!) dass es so ist: Die Baubewilligung für das neue Wohnhaus wird nicht erteilt weil der Strahlen-Grenzwert überschritten würde. Dann geht der Bauherr zum Betreiber, man redet miteinander und findet eine gemeinsame Lösung.

Beamforming mit "Codebook": Risiko durch Regelungslücke

H. Lamarr @, München, Montag, 15.06.2020, 23:09 (vor 261 Tagen) @ Gustav

Was hat das mit 5G und smarten Antennen zu tun?

Die gleiche Situation ist auch mit dem guten alten GSM und klassischen Antennen möglich. Ein Betreiber möchte ein Dorf versorgen und baut am Ortsrand auf einem Acker seinen Masten. Dann verkauft der Bauer zwei Jahre später sein Land und auf dem ehemaligen Acker entstehen neue Wohnhäuser. Wer stellt sicher, dass die Grenzwerte auch in diesen neuen Wohnungen eingehalten werden?

Stimmt, doch wenn ich die "Codebook"-Funktion smarter 5G-Antennen richtig verstanden habe, könnten diese Antennen auch sehr viel näher an Omen errichtet werden als herkömmliche Antennen, weil sich ein oder mehrere Omen mittels Codebook von starker Befeldung weit über dem Anlagegrenzwert aussparen lassen. Ein nahe gelegener Neubau oder eine neue Maueröffnung (Fenster) wäre dann gegenüber herkömmlichen Antennen mit einem erheblich größeren Risiko starker Befeldung der Bewohner verbunden, wird das Codebook nicht mit den neuen Daten der Bebauung gefüttert.

Entweder gibt es dafür ein Verfahren oder es gilt: Wer zuerst kommt malt zuerst, d.h. der Betreiber kann sich auf die früher erteilte Bewilligung berufen.

Das dürfte die eigentliche Gretchenfrage sein, wer steht in der Pflicht, bei einer nachträglichen Änderung der Bebauungslage dafür zu sorgen, dass niemand längere Zeit über Grenzwert befeldet werden kann. Wie das in der Schweiz geregelt ist weiß ich nicht, in Deutschland ist dies so geregelt, dass die Betriebserlaubnis für einen Standort erlischt, wenn z.B. ein Neubau in den Sicherheitsabstand des Standorts hineinragt. Erhält die BNetzA Kenntnis von so einer Verletzung des Sicherheitsabstands, spricht sie ein Betriebsverbot aus. Allem Anschein nach gibt es bei uns aber kein Verfahren, wie die BNetzA zeitnah davon erfährt.

Ein konkretes Beispiel für eine Verletzung des Sicherheitsabstands durch einen Neubau in unserer Nachbarschaft sehen Sie <hier>. Erst nachdem wir aus Jux und Tollerei bei der BNetzA nachfragten, ob denn der Neubau nicht den Sicherheitsabstand des Standorts verletzt, wurde ein Betriebsverbot ausgesprochen und der gesamte Standort musste von der Telekom um einige Meter verschoben neu errichtet werden. Für die Bauarbeiter, die monatelang auch auf Baugerüsten in unmittelbare Nähe des Funkmasten (geschätzt vier Meter Abstand) mit nacktem Oberkörper herum turnten, kam das Betriebsverbot freilich zu spät. Denkbar, dass die zuweilen über ICNIRP-Grenzwert befeldet wurden. Ob dies Folgen für sie hat werden wir nie erfahren. Auf Nachfrage, wie es denn geregelt sei, dass die BNetzA nicht zufällig, sondern verbindlich davon erfährt, wenn ein Sicherheitsabstand verletzt wird, erhielten wir 2016 von der BNetzA eine ausweichende Antwort, die stark auf eine Regelungslücke hinweist. Dummerweise geriet bei mir unsere Korrespondenz (13 Punkte umfassender Fragenkatalog) mit der Agentur in Vergessenheit, ich werde Fragen und Antworten jetzt umgehend in den Strang "Mein Nachbar, der Sendemast in 6 m Abstand" einstellen. Möglicherweise hat die BNetzA inzwischen die vermutete Regelungslücke geschlossen.

So oder so sehe ich keinen Unterschied zu 5G und smarten Antennen und klassischen Antennen mit festem Antennendiagramm.

Siehe oben. Im Prinzip stimme ich Ihnen zu, bis drauf, dass im Störfall das Risiko bei smarten 5G-Antennen deutlich größer ist.

Ich vermute(!) dass es so ist: Die Baubewilligung für das neue Wohnhaus wird nicht erteilt weil der Strahlen-Grenzwert überschritten würde. Dann geht der Bauherr zum Betreiber, man redet miteinander und findet eine gemeinsame Lösung.

Ich lese Ihre Worte wohl, allein es fehlt der Glaube. Denn dies setzt eine reibungslos funktionierende Vernetzung mehrerer Beteiligter (inkl. Behörden) voraus. Wäre die Netzabdeckung statisch, könnte das vielleicht zuverlässig funktionieren, bei der Dynamik in der Netzabdeckung durch mehrere Betreiber, die z.B. ferngesteuert jederzeit den Downtilt einer Antenne an neuen Bedarf anpassen können, sehe ich eher eine so lange Meldekette, dass Fehler geradezu programmiert sind. Bei GSM-Antennen wären diese verzeihbar, bei smarten 5G-Antennen mutmaßlich nicht.

Vorschlag: Bohren Sie doch mal beim Bafu nach, wie das mit einer Verletzung des Sicherheitsabstands eines Standorts und/oder der Omen-Regelung durch nachträglich errichtete Gebäude gehandhabt wird, um verbindlich auszuschließen, dass die Bewohner solcher Gebäude unbemerkt lange Zeit über Grenzwert befeldet werden. Das könnte spannend werden und HUJ endlich einmal für etwas Sinnstiftendes in Marsch setzen :-).

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Immissionsminimierung mit "Codebook" wartet noch auf Einsatz

H. Lamarr @, München, Mittwoch, 08.07.2020, 18:01 (vor 238 Tagen) @ H. Lamarr

Die Positionen, die ein Beam ausleuchten kann, sind nicht beliebig (im Sinne von kontinuierlich steuerbar), sondern als Koordinatenraster in einem "Codebook" (der Antenne) gespeichert. Das liest sich jetzt noch wenig aufregend. Doch es ist richtig spannend, denn dieses Codebook kann kritische Positionen mühelos davon ausklammern, von einem Beam ausgeleuchtet zu werden (entweder gar nicht oder mit beliebig geringer Leistung). Dies bedeutet nicht mehr und nicht weniger als eine Revolution in der Gestaltung von Antennendiagrammen, die sich mit smarten 5G-Antennen jetzt situationsbezogen an örtliche Gegebenheiten anpassen lassen! So eine kritische Position wäre z.B. in der Schweiz ein nahe gelegener Omen, bei dem es dann zu keiner oder eher zu einer programmiert schwächeren Befeldung käme. Abseits von Omen könnten die Beams vom Codebook wieder mit voller Leistung ausgestattet werden.

Wie aus gewöhnlich gut unterrichteten Kreisen Schweizer Mobilfunknetzbetreiber zu erfahren war, ist die oben beschriebene gezielte Immissionsminimierung mit smarten Antennen künftig tatsächlich möglich. Gegenwärtig werde dieses Leistungsmerkmal, das die emotional geführte Mobilfunkdebatte um Standorte von Sendemasten in erheblichem Umfang befrieden kann, jedoch noch nicht genutzt.

Anzumerken ist, die gezielte Immissionsminimierung ist nicht allein auf smarte Antennen beschränkt, die nach dem Codebook-Verfahren arbeiten. Sie ist auch bei smarten Antennen möglich, die das Reziprok-Verfahren verwenden (siehe hier). Bei diesem Verfahren sendet ein Mobiltelefon regelmäßig Referenzsignale an die Basisstation. Die Basis misst die Referenzsignale und berechnet aus Empfangspegel, Mehrwegeempfang und Laufzeiten den Signalweg zur bestmöglichen Funkversorgung des Mobiltelefons (Richtung, Anzahl Beams, Hüllkurve des Summen-Beams). Dort, wo kein oder weniger Signal ankommen soll (z.B. nahe gelegener Omen), weist die Hüllkurve der eingesetzten Beams eine Einkerbung auf (Nullstelle). Bewegt sich der Nutzer folgt ihm der Summen-Beam, die Nullstelle wird dabei so verschoben, dass diese am Ort des Omens bleibt.

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Kleinzellen, Immissionsminimierung, Beamforming, Beams, Codebook

"Codebook": FMK winkt ab

H. Lamarr @, München, Mittwoch, 15.07.2020, 01:25 (vor 232 Tagen) @ H. Lamarr

[...] Dies bedeutet nicht mehr und nicht weniger als eine Revolution in der Gestaltung von Antennendiagrammen, die sich mit smarten 5G-Antennen jetzt situationsbezogen an örtliche Gegebenheiten anpassen lassen! So eine kritische Position wäre z.B. in der Schweiz ein nahe gelegener Omen, bei dem es dann zu keiner oder eher zu einer programmiert schwächeren Befeldung käme. Abseits von Omen könnten die Beams vom Codebook wieder mit voller Leistung ausgestattet werden.

Aus Sicht des Forum Mobilkommunikation FMK, Interessenvertretung der österreichischen Mobilfunknetzbetreiber, ist das Codebook smarter 5G-Antennen keine Universallösung, um künftig die Mobilfunkdebatte zu befrieden. Auf Anfage schreibt das FMK:

[...] Eine gezielte Nichtversorgung eines Gebiets stellt aus unserer Sicht keine „Universallösung“ dar: nationale und internationale Gremien sind sich in ihrer Bewertung einig, dass Immissionen durch Mobilfunk bei Einhaltung der jeweils anzuwendenden Personenschutzgrenzwerte eine gesundheitliche Gefährdung hintanhalten. Bedenken werden durch solche Lösungen nicht ausgeräumt, sondern im Gegenteil bleiben die öffentlichen Diskussion bestehen.

Das FMK spielt aller Voraussicht nach auf den Schweizer Vorsorgewert an (NISV vom 23. Dezember 1999). Dieser hat entgegen der Erwartungen die Mobilfunkdebatte in der Schweiz nicht beruhigt. In der Schweiz wird seit 20 Jahren so intensiv wie in kaum einem anderen Land der Welt über mögliche und unmögliche Risiken von Funkfeldern gestritten.

Und in Deutschland scheiterte die Idee, strahlungsarme Mobiltelefone mit dem Umweltsiegel "Blauer Engel" auszuzeichnen, an der kollektiven Weigerung der Gerätehersteller, das Siegel bei der Vergabestelle zu beantragen. Auch am 15. Juli 2020 heißt es in der Rubrik "Umweltfreundliche Mobiltelefone" des Blauen Engels lakonisch: zur Zeit keine Anbieter. Dabei gibt es am Markt jede Menge Mobiltelefone, die den Vergabekriterien genügen. Die Hersteller begründen ihren schon Jahrzehnte dauernden Boykott damit, es bedürfe keiner besonderen Hervorhebung strahlungsarmer Geräte, denn auch von nicht strahlungsarmen Modellen ginge kein Gesundheitsrisiko aus.

Seit Juli 2017 gilt als wichtigstes Vergabekriterium für das Siegel "strahlungsarm": Zu kennzeichnende Geräte müssen so konstruiert sein, dass beim Betrieb am Ohr die von der elektromagnetischen Strahlung hervorgerufene spezifische Absorptionsrate (SAR) 0,5 W/kg und beim Betrieb am Körper 1,0 W/kg lokal gemittelt über Gewebevolumen mit einer Masse von 10 g nicht überschreitet.

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