ISAC in 3GPP: Evolution Toward 6G

एक ऐसी दुनिया की कल्पना करें जहाँ हमारे फोन और कंप्यूटरों को जोड़ने वाला वायरलेस संकेतों का अदृश्य जाल केवल डेटा ले जाने से कहीं अधिक कुछ करता है। दशकों से, इन नेटवर्कों को केवल सूचना को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक पहुँचाने वाली प्रणालियों के रूप में डिज़ाइन किया गया है। लेकिन प्रयोगशालाओं और वैश्विक दूरसंचार को नियंत्रित करने वाली मानक समितियों में एक नया दृष्टिकोण आकार ले रहा है। यह दृष्टिकोण प्रस्तावित करता है कि जिस सिग्नल का उपयोग टेक्स्ट संदेश भेजने या वीडियो स्ट्रीम करने के लिए किया जाता है, वह अपने आस-पास की भौतिक दुनिया को महसूस करने वाली आँखों की एक जोड़ी के रूप में भी कार्य कर सकता है। केवल उपकरणों को जोड़ने के बजाय, नेटवर्क किसी कार की उपस्थिति को महसूस कर सकता है, ड्रोन की गति को ट्रैक कर सकता है, या किसी कमरे के लेआउट का मानचित्र बना सकता है, और यह सब उन वस्तुओं पर किसी भी विशेष सेंसर की आवश्यकता के बिना किया जा सकता है। 'इंटीग्रेटेड सेंसिंग एंड कम्युनिकेशन' (एकीकृत संवेदन और संचार) के रूप में ज्ञात यह अवधारणा, सेलुलर बुनियादी ढांचे को एक विशाल, वितरित सेंसर में बदलने का लक्ष्य रखती है जो अपने वातावरण को समझ सके।

IEEE इंटरनेट ऑफ थिंग्स जर्नल में प्रकाशित एक हालिया सर्वेक्षण उस पथ का अनुसरण करता है जिस पर यह विचार सिद्धांत से भविष्य के मोबाइल नेटवर्क को नियंत्रित करने वाले आधिकारिक नियमों की ओर बढ़ रहा है। नीरज वार्ष्णे द्वारा लिखित यह शोध पत्र, थर्ड जनरेशन पार्टनरशिप प्रोजेक्ट (3GPP) के कार्यों का अनुसरण करता है, जो मोबाइल तकनीक के मानक निर्धारित करने वाली वैश्विक संस्था है। यह विस्तार से बताता है कि कैसे उद्योग वर्तमान 5G युग से 6G युग की ओर विकसित हो रहा है, विशेष रूप से यह देखते हुए कि सेंसिंग क्षमताओं को सीधे नेटवर्क के ताने-बाने में कैसे बुना जाए। लेखक प्रारंभिक व्यवहार्यता अध्ययनों से लेकर उन विस्तृत तकनीकी प्रस्तावों तक की यात्रा का परीक्षण करता है जो वर्तमान में बहस का विषय हैं, और उन विशिष्ट चुनौतियों पर प्रकाश डालता है जिन्हें इस तकनीक को वास्तविकता बनाने से पहले हल किया जाना चाहिए। यह पत्र यह दावा नहीं करता कि यह भविष्य पहले से ही यहाँ मौजूद है; बल्कि, यह उन निर्णयों, समझौतों और अनसुलझे प्रश्नों के जटिल रोडमैप को रेखांकित करता है जिनका इंजीनियरों और नियामकों को इसे साकार करने के लिए नेविगेट करना होगा।

इस कार्य का मूल हिस्सा वायरलेस संकेतों के व्यवहार के बारे में सोचने के तरीके को बदलना है। एक पारंपरिक संचार प्रणाली में, एक सिग्नल को एक प्रेषक से प्राप्तकर्ता तक जाने वाले संदेश के रूप में माना जाता है। यदि सिग्नल किसी इमारत या पेड़ से टकराकर वापस आता है, तो इसे आमतौर पर एक बाधा माना जाता है, हस्तक्षेप का एक स्रोत जो कॉल की गुणवत्ता को कम करता है। इस नए प्रतिमान (पैराडाइम) में, वे ही टकराते हुए सिग्नल मूल्यवान डेटा बन जाते हैं। जब एक सिग्नल किसी वस्तु से टकराता है और वापस लौटता है, तो वह उस वस्तु के स्थान, गति और यहाँ तक कि उसके आकार के बारे में जानकारी भी ले जाता है। शोध पत्र स्पष्ट करता है कि इसे सफल बनाने के लिए, हवा में संकेतों के यात्रा करने के तरीके का वर्णन करने वाले गणितीय मॉडलों को बदलना होगा। केवल यह गणना करने के बजाय कि सिग्नल दूरी के साथ कैसे कम होता है, नए मॉडलों को उन वस्तुओं के भौतिक गुणों को भी ध्यान में रखना होगा जिनसे सिग्नल टकराता है, जैसे कि एक कार की लहर को परावर्तित करने का तरीका एक व्यक्ति या ड्रोन से भिन्न होता है। इसके लिए नेटवर्क के वातावरण को देखने के तरीके में एक मौलिक बदलाव की आवश्यकता है, जहाँ भौतिक दुनिया को संचार के लिए एक बाधा के रूप में नहीं, बल्कि सूचना के एक स्रोत के रूप में देखा जाता है।

शोध पत्र में पहचाना गया एक सबसे महत्वपूर्ण अवरोध है—चिल्लाते हुए फुसफुसाहट को सुनने की अत्यधिक कठिनाई। एक सेलुलर नेटवर्क में, वही एंटीना जो फोन को एक शक्तिशाली सिग्नल भेजने के लिए प्रसारित करता है, उसे दूर स्थित किसी वस्तु से टकराकर वापस आने वाली अत्यंत मंद गूँज (इको) को भी सुनना होगा। शोध पत्र नोट करता है कि प्रसारित सिग्नल वापस आने वाली गूँज की तुलना में इतना अधिक शक्तिशाली होता है कि वह इसे आसानी से दबा सकता है, ठीक वैसे ही जैसे किसी ऐसे कमरे में सुई गिरने की आवाज़ सुनने की कोशिश करना जहाँ जेट इंजन चल रहा हो। इसे हल करने के लिए, इंजीनियरों को रिसीवर तक पहुँचने से पहले प्रसारित सिग्नल को रद्द करने के परिष्कृत तरीके विकसित करने होंगे, एक ऐसी प्रक्रिया जिसमें सटीक हार्डवेयर और सावधानीपूर्वक अंशांकन (कैलिब्रेशन) की आवश्यकता होती है। यह सर्वेक्षण विभिन्न दृष्टिकोणों की समीक्षा करता है, जैसे कि भेजने और प्राप्त करने के लिए अलग-अलग एंटीना का उपयोग करना या हस्तक्षेप को घटाने के लिए उन्नत डिजिटल प्रोसेसिंग का उपयोग करना, लेकिन यह इस बात पर जोर देता है कि अभी तक कोई भी एकल समाधान सभी स्थितियों के लिए पूर्ण सिद्ध नहीं हुआ है।

यह पत्र इस बात की व्यावहारिकताओं पर भी गहराई से चर्चा करता है कि यह प्रणाली वास्तविक दुनिया में कैसे संचालित होगी। यह संकेतों को भेजे जाने और प्राप्त किए जाने के विभिन्न तरीकों का वर्णन करता है, जैसे कि एक ही टावर द्वारा भेजने और सुनने दोनों कार्य करना, या एक टावर द्वारा सिग्नल भेजना जबकि दूसरा टाвवर या यहाँ तक कि उपयोगकर्ता का फोन वापसी के लिए सुनता है। प्रत्येक व्यवस्था के अपने लाभ और दोष हैं। उदाहरण के लिए, एक ही टावर द्वारा दोनों कार्य करना समन्वय करने में सरल है लेकिन यह 'सेल्फ-इंटरफेरेंस' (स्व-हस्तक्षेप) की समस्या से अधिक ग्रस्त होता है, जबकि अलग-अलग नोड्स द्वारा सुनने से ट्रैकिंग के लिए बेहतर कोण मिलते हैं लेकिन उन्हें समय के साथ पूरी तरह से सिंक्रोनाइज़ होने की आवश्यकता होती है। लेखक विस्तार से बताता है कि उद्योग वर्तमान में इन विकल्पों का अध्ययन कर रहा है, जिसमें बेहतर पहचान के लाभों की तुलना बढ़ी हुई जटिलता और अधिक शक्तिशाली कंप्यूटिंग संसाधनों की आवश्यकता के साथ की जा रही है।

कवर किया गया एक अन्य महत्वपूर्ण पहलू यह है कि नेटवर्क एकत्र की गई जानकारी के साथ क्या करने का निर्णय कैसे लेता है। यह पत्र डेटा के एक पदानुक्रम (हायरार्की) को रेखांकित करता है, जिसमें कच्चे, अनप्रोसेस्ड सिग्नल्स से लेकर, जिन्हें प्रसारित करने के लिए भारी मात्रा में बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है, लेकर "एक कार इस गति से चल रही है" जैसे सरल सारांश तक शामिल हैं। यह तर्क देता है कि कच्चे डेटा को केंद्रीय कंप्यूटर तक भेजना अक्सर अव्यवहारिक होता है क्योंकि सूचना की मात्रा बहुत अधिक होती है। इसके बजाय, नेटवर्क को स्थानीय रूप से डेटा को संसाधित करने के लिए पर्याप्त स्मार्ट होना चाहिए, जिससे केवल विशिष्ट कार्य के लिए आवश्यक आवश्यक विवरण निकाले जा सकें। इसका अर्थ यह हो सकता है कि एक टावर एक पैदल यात्री का पता लगाता है और तुरंत पास के वाहन को सचेत करता है, बिना सड़क का पूरा वीडियो फीड किसी दूर स्थित सर्वर को भेजे। सर्वेक्षण इस बात पर प्रकाश डालता है कि विवरण का सटीक स्तर क्या होना चाहिए, और जो लोग सेंस किए जा रहे हैं उनकी गोपनीयता की रक्षा कैसे की जाए, यह निरंतर बहस का एक प्रमुख क्षेत्र है।

सर्वेक्षण इस बात पर भी नज़र डालता है कि यह सेंसिंग क्षमता संचार को कैसे बेहतर बना सकती है। यह जानकर कि वस्तुएं कहाँ हैं और वे कैसे चल रही हैं, नेटवर्क यह अनुमान लगा सकता है कि कब सिग्नल बाधित होने की संभावना है और कनेक्शन टूटने से पहले ही एक अलग पथ पर स्विच कर सकता है। यह अपनी ऊर्जा को अधिक सटीक रूप से केंद्रित कर सकता है, यानी सिग्नल को सभी दिशाओं में प्रसारित करने के बजाय केवल वहीं भेज सकता है जहाँ उनकी आवश्यकता है। यह पारस्परिक लाभ, जहाँ सेंसिंग संचार में मदद करती है और संचार सेंसिंग में मदद करता है, इस तकनीक के लिए एक प्रमुख चालक के रूप में देखा जाता है। हालाँकि, पत्र सावधानीपूर्वक नोट करता है कि ये लाभ अभी भी काफी हद तक सैद्धांतिक हैं, जो व्यापक फील्ड टेस्ट के बजाय सिमुलेशन और प्रारंभिक अध्ययनों द्वारा समर्थित हैं।

पूरे दस्तावेज़ में, लेखक इस बात पर जोर देता है कि हालांकि क्षमता विशाल है, लेकिन आगे का रास्ता अनसुलझे मुद्दों से भरा है। पत्र वर्तमान मानकों में उन कमियों की पहचान करता है कि गोपनीयता को कैसे संभाला जाए, विभिन्न उपयोगकर्ताओं के बीच हस्तक्षेप को कैसे प्रबंधित किया जाए, और यह कैसे सुनिश्चित किया जाए कि हार्डवेयर अत्यधिक बिजली की खपत किए बिना आवश्यक कार्यों को वास्तव में कर सके। यह बताता है कि उद्योग वर्तमान में अन्वेषण के चरण में है, जहाँ विभिन्न समूह विभिन्न समाधान प्रस्तावित कर रहे हैं और उन्हें एक-दूसरे के विरुद्ध परीक्षण कर रहे हैं। यह कार्य किसी विजेता की घोषणा करने के बारे में नहीं है, बल्कि इसमें शामिल समझौतों (ट्रेड-ऑफ) को समझने के बारे में है।

अंततः, यह सर्वेक्षण वैश्विक मानक समुदाय के भीतर एकीकृत संिंग और संचार (ISC) की वर्तमान स्थिति के लिए एक व्यापक मार्गदर्शिका के रूप में कार्य करता है। यह नेटवर्कों को स्मार्ट बनाने के उच्च-स्तरीय लक्ष्यों को रेडियो तरंगों, हार्डवेयर सीमाओं और डेटा प्रोटोकॉल के सूक्ष्म विवरणों से जोड़ता है। पत्र निष्कर्ष निकालता है कि हालांकि दुनिया को देख और समझ सकने वाले नेटवर्क का दृष्टिकोण सम्मोहक है, लेकिन इसे साकार करने के लिए तकनीक, विनियमन और आर्किटेक्चर के समन्वित विकास की आवश्यकता होगी। यह एक अनुस्मारक है कि एक अवधारणा को मानक में बदलना एक धीमी, विचारशील प्रक्रिया है, जो कठोर परीक्षण और हर संभव प्रभाव के सावधानीपूर्वक विचार की मांग करती है, इससे पहले कि इस तकनीक पर जटिल वास्तविक दुनिया में काम करने के लिए भरोसा किया जा सके।