Measuring the impact of ICNIRP vs. stricter-than-ICNIRP exposure limits on QoS and EMF from cellular networks

Abstract

La instalación de nuevos equipos (estaciones base, EB) durante la fase de planificación de una red celular (incluidas las EB 5G) se rige por límites de exposición en términos de niveles admisibles de campos electromagnéticos (CEM). Los límites de exposición pueden ser definidos por (i) organismos internacionales (por ejemplo, ICNIRP) o (ii) normativas nacionales que impongan límites más estrictos que (i). En este trabajo, comparamos el impacto de las normativas de exposición ICNIRP frente a otras más estrictas que la ICNIRP sobre la calidad del servicio (QoS) y los CEM. Para ello, realizamos una campaña de mediciones a gran escala en un escenario en España sujeto a la normativa ICNIRP y otro en Italia sujeto a límites de CEM más estrictos que los de la ICNIRP. Ambos escenarios se caracterizan por unas condiciones de exposición similares, una densidad de usuarios comparable y unos objetivos de rendimiento 4G comunes por parte de los operadores. Los resultados, obtenidos midiendo la calidad de servicio y los CEM en ubicaciones seleccionadas, revelan que la calidad de servicio en el escenario sujeto a límites CEM estrictos empeora considerablemente en comparación con el escenario en el que se aplican los límites basados en la ICNIRP. Claramente, el escenario con límites CEM estrictos presenta un nivel de exposición inferior en todo el territorio en comparación con el que impone límites ICNIRP.

The installation of new equipment (Base Stations, BSs) during the planning phase of a cellular network (including 5G BSs) is governed by exposure limits in terms of allowable ElectroMagnetic Field (EMF) levels. The exposure limits can be either defined by (i) international bodies (e.g., ICNIRP) or (ii) national regulations imposing limits stricter than (i). In this work, we compare the impact of ICNIRP vs. stricter-than-ICNIRP exposure regulations on the Quality of Service (QoS) and EMF. To this aim, we perform a large-scale measurement campaign in one scenario in Spain subject to ICNIRP regulations and another one in Italy subject to EMF limits stricter than ICNIRP ones. Both the scenarios are characterized by similar exposure conditions, comparable user density, and common 4G performance targets by the operators. Results, obtained by measuring QoS and EMF at selected locations, reveal that the QoS in the scenario subject to strict EMF limits is heavily worsened compared to the one in which ICNIRP-based limits are enforced. Clearly, the scenario with strict EMF limits presents a lower level exposure over the territory compared to the one imposing ICNIRP limits.