এমআইটি গবেষকরা 5 জি-সামঞ্জস্যপূর্ণ স্মার্ট ডিভাইসের জন্য একটি কমপ্যাক্ট, লো-পাওয়ার রিসিভার ডিজাইন করেছেন যা কিছু traditional তিহ্যবাহী ওয়্যারলেস রিসিভারগুলির তুলনায় নির্দিষ্ট ধরণের হস্তক্ষেপের জন্য প্রায় 30 গুণ বেশি স্থিতিস্থাপক।
স্বল্প মূল্যের রিসিভারটি ব্যাটারি চালিত ইন্টারনেট অফ থিংস (আইওটি) ডিভাইসগুলির মতো পরিবেশগত সেন্সর, স্মার্ট থার্মোস্ট্যাটস বা অন্যান্য ডিভাইসগুলির জন্য আদর্শ হবে যা স্বাস্থ্য পরিধানযোগ্য, স্মার্ট ক্যামেরা বা শিল্প পর্যবেক্ষণ সেন্সরগুলির মতো দীর্ঘ সময়ের জন্য অবিচ্ছিন্নভাবে চলতে হবে।
গবেষকদের চিপ একটি প্যাসিভ ফিল্টারিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করে যা ডিভাইসটি জ্যাম করতে পারে এমন অযাচিত ওয়্যারলেস সিগন্যালগুলি থেকে রিসিভারের পরিবর্ধকের ইনপুট এবং আউটপুট উভয়কে রক্ষা করার সময় এক মিলিওয়াট স্ট্যাটিক পাওয়ারের চেয়ে কম গ্রাস করে।
নতুন পদ্ধতির মূল চাবিকাঠিটি হ’ল প্রিচার্জড, স্ট্যাকড ক্যাপাসিটারগুলির একটি অভিনব বিন্যাস, যা ক্ষুদ্র স্যুইচগুলির একটি নেটওয়ার্ক দ্বারা সংযুক্ত। এই মিনিস্কুল স্যুইচগুলির আইওটি রিসিভারগুলিতে সাধারণত ব্যবহৃত তুলনায় চালু এবং বন্ধ করার জন্য অনেক কম শক্তি প্রয়োজন।
রিসিভারের ক্যাপাসিটার নেটওয়ার্ক এবং এমপ্লিফায়ার সাবধানতার সাথে পরিবর্ধনের একটি ঘটনাকে উপার্জনের জন্য সাজানো হয় যা চিপকে সাধারণত প্রয়োজনীয়তার চেয়ে অনেক ছোট ক্যাপাসিটার ব্যবহার করতে দেয়।
“এই রিসিভারটি আইওটি গ্যাজেটগুলির সক্ষমতা প্রসারিত করতে সহায়তা করতে পারে। স্বাস্থ্য মনিটর বা শিল্প সেন্সরগুলির মতো স্মার্ট ডিভাইসগুলি আরও ছোট হতে পারে এবং দীর্ঘতর ব্যাটারির জীবন থাকতে পারে They তারা ক্রেডি ফ্লোর বা স্মার্ট সিটি নেটওয়ার্কগুলির মতো ভিড়যুক্ত রেডিও পরিবেশে আরও নির্ভরযোগ্য হবে,” পেপার এবং গ্রেডেটিভ স্টুডেন্টে সোরৌশ আরাইয়ের নেতৃত্বে নেতৃত্বে এবং নেতৃত্বাধীন শিক্ষার্থী বলেছেন।
তিনি মোহাম্মদ বার্জগারি, এমআইটি গবেষণা পরীক্ষাগার অফ ইলেকট্রনিক্সের (আরএলই) পোস্টডোকের কাগজে যোগদান করেছেন; হাইবো ইয়াং, একটি ইইসিএস স্নাতক শিক্ষার্থী; এবং এমআইটি-র ইইসিএস-এর এক্স-উইন্ডো কনসোর্টিয়াম কেরিয়ার উন্নয়ন সহকারী অধ্যাপক এবং মাইক্রোসিস্টেমস টেকনোলজি ল্যাবরেটরিজ এবং আরএলইয়ের সদস্য সিনিয়র লেখক নেগার রিসকারিমিয়ান। গবেষণাটি সম্প্রতি আইইইই রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটস সিম্পোজিয়ামে উপস্থাপন করা হয়েছিল।
একটি নতুন মান
একটি রিসিভার একটি আইওটি ডিভাইস এবং এর পরিবেশের মধ্যে মধ্যস্থতাকারী হিসাবে কাজ করে। এর কাজটি হ’ল একটি ওয়্যারলেস সিগন্যাল সনাক্ত এবং প্রশস্ত করা, কোনও হস্তক্ষেপ ফিল্টার করা এবং তারপরে এটি প্রক্রিয়াজাতকরণের জন্য ডিজিটাল ডেটাতে রূপান্তর করা।
Dition তিহ্যগতভাবে, আইওটি রিসিভারগুলি স্থির ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে কাজ করে এবং একক সরু-ব্যান্ড ফিল্টার ব্যবহার করে হস্তক্ষেপকে দমন করে, যা সহজ এবং সস্তা।
তবে 5 জি মোবাইল নেটওয়ার্কের নতুন প্রযুক্তিগত স্পেসিফিকেশনগুলি আরও সাশ্রয়ী মূল্যের এবং শক্তি-দক্ষ হ্রাস-ব্যবস্থাপত্র ডিভাইসগুলিকে সক্ষম করে। এটি দ্রুত ডেটা গতিতে আইওটি অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি পরিসীমা উন্মুক্ত করে এবং 5 জি এর নেটওয়ার্ক সক্ষমতা বৃদ্ধি করে। এই পরবর্তী প্রজন্মের আইওটি ডিভাইসগুলির জন্য এমন রিসিভারগুলির প্রয়োজন যা এখনও ব্যয়বহুল এবং নিম্ন-শক্তি থাকা অবস্থায় বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি জুড়ে টিউন করতে পারে।
“এটি অত্যন্ত চ্যালেঞ্জিং কারণ এখন আমাদের কেবল রিসিভারের শক্তি এবং ব্যয় সম্পর্কে চিন্তা করা উচিত নয়, পরিবেশে বিদ্যমান অসংখ্য হস্তক্ষেপকারীকে সম্বোধন করার জন্য নমনীয়তাও রয়েছে,” আরাই বলেছেন।
আইওটি ডিভাইসের আকার, ব্যয় এবং বিদ্যুৎ খরচ হ্রাস করতে, ইঞ্জিনিয়াররা সাধারণত বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জে পরিচালিত ডিভাইসে ব্যবহৃত হয় এমন ভারী, অফ-চিপ ফিল্টারগুলির উপর নির্ভর করতে পারে না।
একটি সমাধান হ’ল অন-চিপ ক্যাপাসিটারগুলির একটি নেটওয়ার্ক ব্যবহার করা যা অযাচিত সংকেতগুলি ফিল্টার করতে পারে। তবে এই ক্যাপাসিটার নেটওয়ার্কগুলি সুরেলা হস্তক্ষেপ হিসাবে পরিচিত বিশেষ ধরণের সংকেত শব্দের ঝুঁকিতে রয়েছে।
পূর্বের কাজগুলিতে, এমআইটি গবেষকরা একটি অভিনব স্যুইচ-ক্যাপাসিটার নেটওয়ার্ক তৈরি করেছেন যা রিসিভার চেইনে যত তাড়াতাড়ি সম্ভব এই সুরেলা সংকেতগুলিকে লক্ষ্য করে, প্রসেসিংয়ের জন্য ডিজিটাল বিটগুলিতে রূপান্তরিত হওয়ার আগে এবং অকার্যকর সংকেতগুলি ফিল্টার করে।
সার্কিট সঙ্কুচিত
এখানে, তারা নেতিবাচক লাভের সাথে একটি পরিবর্ধকটিতে প্রতিক্রিয়া পাথ হিসাবে উপন্যাসের সুইচ-ক্যাপাসিটার নেটওয়ার্কটি ব্যবহার করে সেই পদ্ধতির প্রসারিত করেছে। এই কনফিগারেশনটি মিলার এফেক্টকে উপার্জন করে, এমন একটি ঘটনা যা ছোট ক্যাপাসিটারগুলিকে অনেক বড়গুলির মতো আচরণ করতে সক্ষম করে।
“এই কৌশলটি আমাদের শারীরিকভাবে বড় উপাদান ছাড়াই সংকীর্ণ-ব্যান্ড আইওটির জন্য ফিল্টারিংয়ের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে দেয়, যা সার্কিটের আকারকে মারাত্মকভাবে সঙ্কুচিত করে,” আরাই বলেছেন।
তাদের রিসিভারটি 0.05 বর্গ মিলিমিটারেরও কম সক্রিয় অঞ্চল রয়েছে।
গবেষকদের একটি চ্যালেঞ্জ কাটিয়ে উঠতে হয়েছিল তা হ’ল কীভাবে চিপের সামগ্রিক বিদ্যুৎ সরবরাহ কেবল 0.6 ভোল্টে রাখার সময় স্যুইচগুলি চালানোর জন্য পর্যাপ্ত ভোল্টেজ প্রয়োগ করতে হয় তা নির্ধারণ করা।
হস্তক্ষেপকারী সংকেতগুলির উপস্থিতিতে, এই জাতীয় ক্ষুদ্র সুইচগুলি ত্রুটিতে চালু এবং বন্ধ করতে পারে, বিশেষত যদি স্যুইচিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ অত্যন্ত কম থাকে।
এটি সম্বোধন করার জন্য, গবেষকরা বুটস্ট্র্যাপ ক্লকিং নামে একটি বিশেষ সার্কিট কৌশল ব্যবহার করে একটি অভিনব সমাধান নিয়ে এসেছিলেন। এই পদ্ধতিটি traditional তিহ্যবাহী ঘড়ির বুস্টিং পদ্ধতির চেয়ে কম শক্তি এবং কম উপাদান ব্যবহার করার সময় স্যুইচগুলি নির্ভরযোগ্যভাবে পরিচালনা করে তা নিশ্চিত করার জন্য নিয়ন্ত্রণ ভোল্টেজকে যথেষ্ট পরিমাণে বাড়িয়ে তোলে।
একসাথে নেওয়া, এই উদ্ভাবনগুলি নতুন রিসিভারকে traditional তিহ্যবাহী আইওটি রিসিভারগুলির তুলনায় প্রায় 30 গুণ বেশি সুরেলা হস্তক্ষেপকে অবরুদ্ধ করার সময় এক মিলিওয়াটের চেয়ে কম পরিমাণে গ্রাস করতে সক্ষম করে।
“আমাদের চিপটিও খুব শান্ত, বায়ুপ্রবাহকে দূষিত না করার ক্ষেত্রে। এটি আমাদের সুইচগুলি খুব ছোট, তাই অ্যান্টেনা থেকে বেরিয়ে আসতে পারে এমন পরিমাণের পরিমাণও খুব ছোট,” আরাই যোগ করেছেন।
যেহেতু তাদের রিসিভারটি traditional তিহ্যবাহী ডিভাইসের চেয়ে ছোট এবং আরও জটিল ইলেকট্রনিক্সের পরিবর্তে স্যুইচ এবং প্রিচার্জড ক্যাপাসিটারগুলির উপর নির্ভর করে, এটি বানোয়াট করতে আরও ব্যয়বহুল হতে পারে। এছাড়াও, যেহেতু রিসিভার ডিজাইনটি বিস্তৃত সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সিগুলি কভার করতে পারে, তাই এটি বিভিন্ন বর্তমান এবং ভবিষ্যতের আইওটি ডিভাইসে প্রয়োগ করা যেতে পারে।
এখন যেহেতু তারা এই প্রোটোটাইপটি তৈরি করেছে, গবেষকরা চিপকে পাওয়ার জন্য পরিবেশ থেকে ওয়াই-ফাই বা ব্লুটুথ সিগন্যাল সংগ্রহের মাধ্যমে সম্ভবত কোনও উত্সর্গীকৃত বিদ্যুৎ সরবরাহ ছাড়াই রিসিভারকে পরিচালনা করতে সক্ষম করতে চান।
এই গবেষণাটি ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন দ্বারা আংশিকভাবে সমর্থিত।