ડિજિટલ એન્ડ ડેટા કોમ્યુનિકેશન (4343201) - સમર 2024 સોલ્યુશન

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

વ્યાખ્યાયિત કરો: (1) બીટ રેટ, (2) બાઉન્ડ રેટ અને (3) બેન્ડવિડ્થ

જવાબ:

મેમરી ટ્રીક: “BBB - બિટ્સ મૂવ બાય બેન્ડ્સ”

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

સિગ્નલનો બીટ રેટ 8000bps અને બાઉન્ડ રેટ 1000 બાઉન્ડ છે. દરેક સિગ્નલ દ્વારા કેટલા ડેટા એલિમેન્ટ વહન કરવામાં આવે છે? આપણને કેટલા સિગ્નલ તત્વોની જરૂર છે?

જવાબ:

કોષ્ટક: સિગ્નલ ગણતરી

આકૃતિ: સિગ્નલ એલિમેન્ટ રેપ્રેઝન્ટેશન

graph LR
    A[1000 સિગ્નલ્સ પ્રતિ સેકન્ડ] -->|દરેક સિગ્નલ વહન કરે છે| B[8 બિટ્સ ડેટા]
    B -->|જરૂર છે| C[256 અલગ-અલગ સિગ્નલ એલિમેન્ટ્સ]

મેમરી ટ્રીક: “ડિવાઇડ ટુ ડિસાઇડ” - દરેક સિગ્નલમાં કેટલા બિટ્સ છે તે નક્કી કરવા માટે બીટ રેટને બાઉન્ડ રેટથી ભાગો.

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

ડિજીટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમના તત્વોનું તેના બ્લોક ડાયાગ્રામ સાથે વર્ણન કરો

જવાબ:

આકૃતિ: ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ

graph LR
    A[સોર્સ] --> B[સોર્સ એન્કોડર]
    B --> C[ચેનલ એન્કોડર]
    C --> D[ડિજિટલ મોડ્યુલેટર]
    D --> E[ચેનલ]
    E --> F[ડિજિટલ ડિમોડ્યુલેટર]
    F --> G[ચેનલ ડિકોડર]
    G --> H[સોર્સ ડિકોડર]
    H --> I[ડેસ્ટિનેશન]

મુખ્ય તત્વો:

મેમરી ટ્રીક: “સેન્ડ મેસેજિસ કેરફુલી; ડેસ્ટિનેશન મસ્ટ કોમ્પ્રિહેન્ડ સિગ્નલ્સ ડીપલી”

પ્રશ્ન 1(ક OR) [7 ગુણ]

#

ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમની મૂળભૂત મર્યાદા શું છે? ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમના ફાયદા અને ગેરફાયદા શું છે?

જવાબ:

મૂળભૂત મર્યાદાઓ:

ફાયદા vs ગેરફાયદા:

મેમરી ટ્રીક: “NEEDS” - નોઇઝ, ઇક્વિપમેન્ટ, એન્ડ એન્વાયરન્મેન્ટ ડિટરમાઇન સક્સેસ

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

બ્લોક ડાયાગ્રામ સાથે QPSK મોડ્યુલેટરનું વર્ણન કરો

જવાબ:

આકૃતિ: QPSK મોડ્યુલેટર

મુખ્ય ઘટકો:

• સીરિયલ-ટુ-પેરેલલ કન્વર્ટર: ડેટાને 2-બિટ ગ્રુપ્સમાં વિભાજિત કરે છે
• કોસાઇન કેરિયર: પ્રથમ બિટને મોડ્યુલેટ કરે છે (I-ચેનલ)
• સાઇન કેરિયર: બીજા બિટને મોડ્યુલેટ કરે છે (Q-ચેનલ)

મેમરી ટ્રીક: “સ્પ્લિટ પેર, કેરિયર સ્ક્વેર” - ડેટા જોડી (પેર)માં વહેંચાય છે, ચોરસ સિગ્નલ્સ દ્વારા વહન થાય છે

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

બ્લોક ડાયાગ્રામ સાથે ASK મોડ્યુલેટરનું વર્ણન કરો

જવાબ:

આકૃતિ: ASK મોડ્યુલેટર

ASK મોડ્યુલેશન પ્રક્રિયા:

મેમરી ટ્રીક: “એમ્પ્લિફાય સિગ્નલ વેન કીન” - સિગ્નલ હાઈ હોય ત્યારે કેરિયર એમ્પ્લિટ્યુડ બદલાય છે

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

ASK, FSK અને PSK ની સરખામણી કરો અને ઇનપુટ ડિજિટલ સિગ્નલ 100101000101 માટે ASK, FSK અને PSK ના વેવ ફોર્મ દોરો

જવાબ:

તુલનાત્મક કોષ્ટક:

ઇનપુટ 100101000101 માટે વેવફોર્મ્સ:

મેમરી ટ્રીક: “AFP - ઓલ્ટર ફ્રીક્વન્સીઝ ઓર ફેઝિસ” - મોડ્યુલેશન પ્રકારો યાદ રાખવા માટે

પ્રશ્ન 2(અ OR) [3 ગુણ]

#

બ્લોક ડાયાગ્રામ સાથે QPSK ડિમોડ્યુલેટરનું વર્ણન કરો

જવાબ:

આકૃતિ: QPSK ડિમોડ્યુલેટર

મુખ્ય ઘટકો:

• BPF (બેન્ડપાસ ફિલ્ટર): સિગ્નલ બેન્ડવિડ્થ બહારના નોઇઝને દૂર કરે છે
• પ્રોડક્ટ ડિટેક્ટર્સ: કેરિયર સિગ્નલ્સ (cos & sin) સાથે ગુણાકાર કરે છે
• LPF (લોપાસ ફિલ્ટર્સ): મૂળ ડેટા બિટ્સને અલગ કરે છે

મેમરી ટ્રીક: “ફિલ્ટર્ડ પેર્સ ડિલિવર ડેટા” - ફિલ્ટર્સ અને જોડી કેરિયર્સ ડેટા પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

ASK, BPSK અને QPSK ના નક્ષત્ર રેખાકૃતિ દોરો

જવાબ:

નક્ષત્ર આકૃતિઓ:

કોષ્ટક: નક્ષત્ર આકૃતિઓની લક્ષણો

મેમરી ટ્રીક: “પોઇન્ટ્સ ડબલ વેન ફેઝિસ ડબલ” - BPSK માં 2 પોઇન્ટ્સ છે, QPSK માં 4 પોઇન્ટ્સ છે

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

બ્લોક ડાયાગ્રામ અને આઉટપુટ વેવ ફોર્મ સાથે FSK મોડ્યુલેટર અને ડિમોડ્યુલેટરનું વર્ણન કરો

જવાબ:

FSK મોડ્યુલેટર આકૃતિ:

FSK ડિમોડ્યુલેટર આકૃતિ:

FSK વેવફોર્મ:

મુખ્ય ઘટકો:

મેમરી ટ્રીક: “ફ્રીક્વન્સી શિફ્ટ કી - ટુ ટોન્સ ટેલ ટ્રુથ”

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

સંચારમાં સંભાવનાનું મહત્વ જણાવો

જવાબ:

મેમરી ટ્રીક: “ICE - ઇન્ફોર્મેશન, કેપેસિટી, એરર્સ” ને સંભાવનાની જરૂર પડે છે

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

SNR ના સંદર્ભમાં રાજ્ય ચેનલ ક્ષમતા અને તેનું મહત્વ સમજાવો

જવાબ:

શેનન ચેનલ કેપેસિટી ફોર્મ્યુલા:

C = B × log₂(1 + SNR)

જ્યાં:

• C = ચેનલ કેપેસિટી (બિટ્સ/સેકન્ડ)
• B = બેન્ડવિડ્થ (Hz)
• SNR = સિગ્નલ-ટુ-નોઇઝ રેશિયો

મહત્વ:

મેમરી ટ્રીક: “BEST” - બેન્ડવિડ્થ એન્ડ એરર-ફ્રી સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

યોગ્ય ઉદાહરણ સાથે લાઇન કોડના વર્ગીકરણની ચર્ચા કરો

જવાબ:

આકૃતિ: લાઇન કોડ વર્ગીકરણ

graph TD
    A[લાઇન કોડ્સ] --> B[યુનિપોલર]
    A --> C[પોલર]
    A --> D[બાયપોલર]
    B --> B1[NRZ]
    B --> B2[RZ]
    C --> C1[NRZ]
    C --> C2[RZ]
    D --> D1[AMI]
    D --> D2[સ્યુડોટર્નરી]

લાઇન કોડ ઉદાહરણો:

graph TD
    subgraph "ડિજિટલ ડેટા"
    D["1  0  1  1  0  1  0  0"]
    end

    subgraph "યુનિપોલર NRZ"
    U["હાઈ  લો  હાઈ  હાઈ  લો  હાઈ  લો  લો"]
    end
    
    subgraph "પોલર NRZ"
    P["+V   -V   +V   +V   -V   +V   -V   -V"]
    end
    
    subgraph "બાયપોલર AMI"
    B["+V   0   -V   +V   0   -V   0    0"]
    end

વેવફોર્મ વિઝ્યુલાઇઝેશન:

તુલનાત્મક કોષ્ટક:

મેમરી ટ્રીક: “UPB - યુઝ પ્રોપર બિટ્સ” - યુનિપોલર, પોલર, બાયપોલર માટે

પ્રશ્ન 3(અ OR) [3 ગુણ]

#

શરતી સંભાવનાની ચર્ચા કરો

જવાબ:

શરતી સંભાવના વ્યાખ્યા:

P(A|B) = P(A∩B) / P(B)

કોષ્ટક: કોમ્યુનિકેશનમાં શરતી સંભાવના

મેમરી ટ્રીક: “CEaD” - કેલ્ક્યુલેટ ઇવેન્ટ્સ આફ્ટર ડેટા

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

એન્ટ્રોપી અને માહિતી વ્યાખ્યાયિત કરો. તેના ભૌતિક મહત્વની ચર્ચા કરો

જવાબ:

વ્યાખ્યાઓ:

ભૌતિક મહત્વ:

મેમરી ટ્રીક: “UCOR” - અનસર્ટેનીટી કોરિલેટ્સ વિથ ઓપ્ટિમલ રિસોર્સિસ

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

યોગ્ય ઉદાહરણ સાથે હફમેન કોડનું વર્ણન કરો

જવાબ:

હફમેન કોડિંગ: લોસલેસ ડેટા કોમ્પ્રેશન માટે વેરિએબલ-લેન્થ પ્રીફિક્સ કોડ

ઉદાહરણ: સિમ્બોલ્સ {A, B, C, D, E} એન્કોડિંગ

સ્ટેપ 1: સંભાવના ગણતરી

સ્ટેપ 2: હફમેન ટ્રી બનાવો

graph LR
    A["1.0"] --> B["0.6"]
    A --> C["0.4 (A)"]
    C --> C1["0"]
    B --> D["0.3"]
    B --> E["0.3"]
    D --> F["0.2 (B)"]
    D --> G["0.1 (E)"]
    F --> F1["0"]
    G --> G1["1"]
    E --> H["0.1 (D)"]
    E --> I["0.2 (C)"]
    H --> H1["1"]
    I --> I1["0"]

સ્ટેપ 3: કોડ્સ અસાઇન કરો

સરેરાશ કોડ લંબાઈ: (0.4×1) + (0.2×2) + (0.2×2) + (0.1×3) + (0.1×3) = 1.8 બિટ્સ/સિમ્બોલ

મેમરી ટ્રીક: “હાઈ પ્રોબ, લો બિટ્સ” - ઊંચી સંભાવના ધરાવતા સિમ્બોલ્સને ટૂંકા કોડ મળે છે

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

ડેટા ટ્રાન્સમિશન તકનીકોની સૂચિ બનાવો

જવાબ:

કોષ્ટક: ડેટા ટ્રાન્સમિશન તકનીકો

મેમરી ટ્રીક: “SPASH-F” - સીરિયલ, પેરેલલ, એસિંક્રોનસ, સિંક્રોનસ, હાફ/ફુલ

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

સંચાર માટે મલ્ટીમીડિયા પ્રોસેસિંગની જરૂરિયાતો સમજાવો

જવાબ:

મલ્ટીમીડિયા પ્રોસેસિંગ જરૂરિયાતો:

આકૃતિ: મલ્ટીમીડિયા પ્રોસેસિંગ ફ્લો

graph LR
    A[રો મીડિયા] --> B[કોમ્પ્રેશન]
    B --> C[ફોર્મેટ કન્વર્ઝન]
    C --> D[એરર પ્રોટેક્શન]
    D --> E[ટ્રાન્સમિશન]
    E --> F[એરર કરેક્શન]
    F --> G[ડીકોમ્પ્રેશન]
    G --> H[પ્લેબેક]

મેમરી ટ્રીક: “CQSEF” - કોમ્પ્રેસ ક્વોલિટી, સ્ટાન્ડર્ડાઇઝ એન્ડ એન્શ્યોર ફિડિલિટી

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

ડેટા ટ્રાન્સમિશન મોડ સમજાવો

જવાબ:

કોષ્ટક: ડેટા ટ્રાન્સમિશન મોડ

આકૃતિ: ડેટા ટ્રાન્સમિશન મોડ

તુલના:

મેમરી ટ્રીક: “SHF - સ્પીડ એન્ડ હેન્ડલિંગ ફેક્ટર્સ” - સિમ્પ્લેક્સ, હાફ-ડુપ્લેક્સ, ફુલ-ડુપ્લેક્સ માટે

પ્રશ્ન 4(અ OR) [3 ગુણ]

#

ડેટા કમ્યુનિકેશનની મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતાઓની સૂચિ બનાવો

જવાબ:

ડેટા કોમ્યુનિકેશનની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ:

મેમરી ટ્રીક: “DATJSR” - ડિલિવરી, એક્યુરસી, ટાઇમલીનેસ, જિટર, સિક્યોરિટી, રિલાયબિલિટી

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

ડેટા કમ્યુનિકેશન માટેના ધોરણોની ચર્ચા કરો

જવાબ:

કોષ્ટક: ડેટા કોમ્યુનિકેશનના મુખ્ય ધોરણો

સ્ટાન્ડર્ડ્સ ઓર્ગેનાઇઝેશન્સ:

મેમરી ટ્રીક: “PITS” - પ્રોટોકોલ્સ, ઇન્ટરફેસિસ, ટ્રાન્સમિશન એન્ડ સ્ટાન્ડર્ડ્સ

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

મલ્ટીમીડિયા કોમ્યુનિકેશન્સનું મોડેલ અને મલ્ટીમીડિયા સિસ્ટમના તત્વો સમજાવો

જવાબ:

મલ્ટીમીડિયા કોમ્યુનિકેશન મોડેલ:

graph LR
    A[કન્ટેન્ટ ક્રિએશન] --> B[કોમ્પ્રેશન]
    B --> C[સ્ટોરેજ]
    C --> D[ડિસ્ટ્રિબ્યુશન]
    D --> E[ડીકોમ્પ્રેશન]
    E --> F[પ્રેઝન્ટેશન]

મલ્ટીમીડિયા સિસ્ટમ તત્વો:

મીડિયા ટાઇપ્સ:

મેમરી ટ્રીક: “CNIS-OS” - કેપ્ચર, નેટવર્ક, ઇનપુટ-આઉટપુટ, સ્ટોરેજ, આઉટપુટ, સોફ્ટવેર

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

5G ટેક્નોલોજીના મહત્વના ઘટકો સમજાવો

જવાબ:

5G ના મુખ્ય ઘટકો:

મેમરી ટ્રીક: “MMBN-E” - મિલિમીટર, MIMO, બીમફોર્મિંગ, નેટવર્ક, એજ

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

સ્પ્રેડ સ્પેક્ટ્રમ કમ્યુનિકેશનનું વર્ણન કરો

જવાબ:

સ્પ્રેડ સ્પેક્ટ્રમ વ્યાખ્યા: એવી તકનીક જેમાં સિગ્નલને પહોળા ફ્રીક્વન્સી બેન્ડ પર ફેલાવવામાં આવે છે, જે જરૂરી મિનિમમ બેન્ડવિડ્થ કરતાં ઘણું વધારે છે.

સ્પ્રેડ સ્પેક્ટ્રમના પ્રકારો:

આકૃતિ: DSSS પ્રક્રિયા

મેમરી ટ્રીક: “DFT - ડિફિકલ્ટ ફોર ટ્રેકર્સ” - ડાયરેક્ટ, ફ્રીક્વન્સી, ટાઇમ હોપિંગ

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

સેટેલાઇટ કોમ્યુનિકેશનના બ્લોક ડાયાગ્રામને સમજાવો

જવાબ:

સેટેલાઇટ કોમ્યુનિકેશન બ્લોક ડાયાગ્રામ:

graph LR
    A["સેટેલાઇટ ટ્રાન્સપોન્ડર"] --- B["અપલિંક"]
    A --- C["ડાઉનલિંક"]
    B --- D["અર્થ સ્ટેશન Tx"]
    C --- E["અર્થ સ્ટેશન Rx"]

    classDef satellite fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px;
    classDef earth fill:#9cf,stroke:#333,stroke-width:2px;
    classDef link stroke-dasharray: 5 5;
    
    class A satellite;
    class D,E earth;
    class B,C link;

મુખ્ય ઘટકો:

ફ્રીક્વન્સી બેન્ડ્સ:

મેમરી ટ્રીક: “STUDER” - સ્ટેશન ટ્રાન્સમિટ્સ અપલિંક, ડાઉનલિંક ટુ અર્થ રિસીવર

પ્રશ્ન 5(અ OR) [3 ગુણ]

#

5G ટેકનોલોજીની વિશેષતાઓ અને ફાયદાઓ સમજાવો

જવાબ:

5G વિશેષતાઓ અને ફાયદાઓ:

મેમરી ટ્રીક: “HUMNER” - હાઈ-સ્પીડ, અલ્ટ્રા-લો લેટન્સી, મેસિવ કનેક્ટિવિટી, નેટવર્ક સ્લાઇસિંગ, એન્હાન્સ્ડ રિલાયબિલિટી

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

એજ કમ્પ્યુટિંગનું વર્ણન કરો

જવાબ:

એજ કમ્પ્યુટિંગ વ્યાખ્યા: કમ્પ્યુટિંગ પેરાડાઇમ જે ડેટા પ્રોસેસિંગને ડેટા જનરેશનના સ્ત્રોતની નજીક લાવે છે.

આકૃતિ: એજ કમ્પ્યુટિંગ આર્કિટેક્ચર

graph LR
    A[IoT ડિવાઇસિસ] --> B[એજ ડિવાઇસિસ]
    B --> C[એજ સર્વર્સ]
    C --> D[ક્લાઉડ ડેટા સેન્ટર્સ]

મુખ્ય લક્ષણો:

મેમરી ટ્રીક: “PDRBD” - પ્રોસેસ ડેટા રેપિડલી બાય ડિસ્ટ્રિબ્યુટિંગ

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

કોમ્યુનિકેશન સિક્યોરિટીમાં બ્લોક ચેઈનનું મહત્વ સમજાવો

જવાબ:

કોમ્યુનિકેશન સિક્યોરિટીમાં બ્લોકચેઇન:

graph LR
    A[ટ્રાન્ઝેક્શન રિક્વેસ્ટ] --> B[બ્લોક ક્રિએશન]
    B --> C[બ્લોક વેરિફિકેશન]
    C --> D[ચેઇનમાં બ્લોક એડિશન]
    D --> E[ચેઇન ડિસ્ટ્રિબ્યુશન]

સિક્યોરિટી બેનિફિટ્સ:

કોમ્યુનિકેશન એપ્લિકેશન્સ:

મેમરી ટ્રીક: “DTCSCI” - ડિસેન્ટ્રલાઇઝ્ડ ટ્રાન્સપેરન્ટ ક્રિપ્ટોગ્રાફિક સિસ્ટમ ક્રિએટ્સ ઇમ્યુટેબિલિટી