भारतीय प्रौद्योगिकी संस्थान मंडी के शोधकर्ताओं ने दूरसंचार के लिए एक अत्याधुनिक समाधान विकसित किया है – एक सहकारी स्पेक्ट्रम सेंसर जो रेडियोफ्रीक्वेंसी स्पेक्ट्रम की पुन: प्रयोज्यता को बढ़ाता है, जो भविष्य के वायरलेस संचार अनुप्रयोगों के लिए डेटा संचार में सुधार करने में मदद करेगा।
क्षेत्र में अनुसंधान की आवश्यकता की ओर इशारा करते हुए, एक शोधकर्ता ने कहा, “हमारे सहित दुनिया भर की कई सरकारों की निश्चित-स्पेक्ट्रम आवंटन नीति को देखते हुए, उपलब्ध स्पेक्ट्रम का बुद्धिमानी से उपयोग करना महत्वपूर्ण हो जाता है।”
उनके काम के निष्कर्ष हाल ही में आईईईई (इलेक्ट्रिकल एंड इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियर्स संस्थान) लेनदेन पर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य आईईईई पत्रिकाओं में प्रकाशित किए गए हैं। इन पत्रों को डॉ राहुल श्रेष्ठ, सहायक प्रोफेसर (कंप्यूटिंग और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग स्कूल – आईआईटी मंडी) और उनके पीएचडी विद्वान श्री रोहित बी चौरसिया ने लिखा है।
डॉ श्रेष्ठ ने कहा कि रेडियोफ्रीक्वेंसी तरंगों, या “स्पेक्ट्रम” के रूप में वे दूरसंचार क्षेत्र में जाने जाते हैं, वायरलेस संचार के लिए उपयोग किए जाते हैं और वायरलेस रेडियोफ्रीक्वेंसी स्पेक्ट्रम एक सीमित संसाधन है जिसे सरकार द्वारा दूरसंचार कंपनियों को लाइसेंसिंग प्रक्रिया के माध्यम से आवंटित किया जाता है। हाल के वर्षों में वायरलेस संचार प्रौद्योगिकी में तेजी से वृद्धि देखी गई और पांचवीं पीढ़ी के नए-रेडियो (5G-NR) और इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) जैसी प्रौद्योगिकी के बड़े पैमाने पर अपनाने के कारण अनुमानित घातीय वृद्धि के परिणामस्वरूप बड़े पैमाने पर परिणाम होने की उम्मीद है। उन्होंने कहा कि स्पेक्ट्रम बैंड की मांग
स्पेक्ट्रम ऑप्टिमाइजेशन के क्षेत्र में अनुसंधान की आवश्यकता की ओर इशारा करते हुए उन्होंने कहा, “हमारे सहित दुनिया भर की कई सरकारों की फिक्स्ड-स्पेक्ट्रम आवंटन नीति को देखते हुए, उपलब्ध स्पेक्ट्रम का बुद्धिमानी से उपयोग करना महत्वपूर्ण हो जाता है। कॉग्निटिव रेडियो टेक्नोलॉजी को स्पेक्ट्रम के उपयोग को इष्टतम करने के सर्वोत्तम तरीकों में से एक माना जाता है।”दूरसंचार कंपनी (प्राथमिक उपयोगकर्ता या पीयू कहा जाता है) को लाइसेंस प्राप्त स्पेक्ट्रम बैंड के सभी हिस्सों का उपयोग पीयू द्वारा हर समय नहीं किया जाता है। कॉग्निटिव रेडियो टेक्नोलॉजी का विचार यह है कि सेकेंडरी यूजर (एसयू) द्वारा उपयोग किए जाने वाले सेल फोन जैसे वायरलेस डिवाइस को एक विशेष सेंसर के साथ लगाया जा सकता है जो “स्पेक्ट्रम होल” (स्पेक्ट्रम पार्ट्स जो पीयू द्वारा उपयोग नहीं किया जाता है) का पता लगा सकता है। और उनका उपयोग तब करें जब मुख्य चैनल अनुपलब्ध या भीड़भाड़ वाला हो, डॉ श्रेष्ठ ने कहा। “यह एक गतिशील-स्पेक्ट्रम एक्सेस नीति का आधार बनाता है जो एक निश्चित समय में उपलब्ध स्पेक्ट्रम की कमी को दूर कर सकता है। एसयू के उपकरण में निर्मित स्पेक्ट्रम-छेद का पता लगाने वाले सेंसर को स्टैंड-अलोन स्पेक्ट्रम सेंसर (SSSR) कहा जाता है, ”उन्होंने कहा।
टीम के शोध की प्रासंगिकता पर चर्चा करते हुए, डॉ श्रेष्ठ ने कहा, “एसएसएसआर की पहचान क्षमता अक्सर सिग्नल-टू-शोर अनुपात (एसएनआर) -वॉल समस्याओं जैसी विभिन्न समस्याओं के कारण संतोषजनक से कम होती है। यह वास्तविक समय में SSSR का उपयोग करने पर प्रदर्शन की अविश्वसनीयता की ओर जाता है। ”
“टीम का शोध कार्य उपरोक्त समस्या को दूर करने का प्रयास करता है। प्रौद्योगिकी वह है जहां एसयू के वायरलेस डिवाइस को एसएसएसआर से लैस करने के बजाय, प्राप्त भागों को स्पेक्ट्रम बैंड से डेटा फ्यूजन सेंटर (डीएफसी) में प्रेषित किया जाता है। इसके बाद डीएफसी इन भागों को डिजिटाइज करता है और एक सहकारी स्पेक्ट्रम सेंसर (सीएसआर) का उपयोग करके उन्हें संसाधित करता है।
श्री रोहित बी. चौरसिया ने इस मामले पर आगे बताया, “हमने कम कम्प्यूटेशनल जटिलता के साथ सहकारी स्पेक्ट्रम सेंसिंग के लिए कार्यान्वयन-अनुकूल एल्गोरिदम का प्रस्ताव दिया है और सीएसआर और उनके सबमॉड्यूल के लिए कई नए हार्डवेयर आर्किटेक्चर भी विकसित किए हैं।”
आईआईटी मंडी द्वारा विकसित यह डिजिटल सीएसआर एएसआईसी-चिप सर्वश्रेष्ठ हार्डवेयर दक्षता और फास्ट सेंसिंग समय के साथ वास्तविक दुनिया के चैनल परिदृश्यों के तहत पीयू की उत्कृष्ट पहचान विश्वसनीयता प्रदान करता है। अप्रयुक्त स्पेक्ट्रम तक पहुँचने के लिए सीएसआर चिप का उपयोग किसी भी मोबाइल वायरलेस संचार उपकरण के साथ किया जा सकता है। विशेष रूप से, इसका उपयोग भविष्य में 5G और 6G वायरलेस संचार प्रौद्योगिकियों में वर्णक्रमीय दक्षता बढ़ाने के लिए किया जा सकता है, उन्होंने कहा।
उन्होंने कहा कि इसके अलावा, यह आईओटी-आधारित नेटवर्क की बड़े पैमाने पर तैनाती को सक्षम करेगा जहां कई कनेक्टेड डिवाइस ब्रेक-लेस संचार के लिए स्पेक्ट्रम छेद का उपयोग कर सकते हैं। भारत में सहकारी स्पेक्ट्रम-संवेदी प्रौद्योगिकी के विशिष्ट उपयोगों को कम करके नहीं आंका जा सकता है और यह देश के दूरदराज और ग्रामीण हिस्सों में ब्रॉडबैंड सेवाओं की स्थापना में मदद करेगा।
