મુખ્ય સામગ્રી પર જાઓ
  1. સંસાધનો/
  2. અભ્યાસ સામગ્રી/
  3. ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને કમ્યુનિકેશન એન્જિનિયરિંગ/
  4. ઇસીઇ સેમેસ્ટર 4/
  5. ડિજિટલ કમ્યુનિકેશન (4341102)/

ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન (4341102) - સમર 2023 સોલ્યુશન

20 મિનિટ· ·
અભ્યાસ-સામગ્રી સોલ્યુશન ડિજિટલ-કોમ્યુનિકેશન 4341102 2023 સમર
મિલવ ડબગર
લેખક
મિલવ ડબગર
ઇલેક્ટ્રિકલ અને ઇલેક્ટ્રોનિક મેન્યુફેક્ચરિંગ ઉદ્યોગમાં અનુભવી લેક્ચરર. એમ્બેડેડ સિસ્ટમ્સ, ઈમેજ પ્રોસેસિંગ, ડેટા સાયન્સ, મેટલેબ, પાયથન, STM32માં કુશળ. એલ.ડી. કોલેજ ઓફ એન્જિનિયરિંગ - અમદાવાદથી કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ એન્જિનિયરિંગમાં માસ્ટર્સ ડિગ્રી ધરાવતા મજબૂત શિક્ષણ વ્યાવસાયિક.
અનુક્રમણિકા

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]
#

સિગ્નલને વ્યાખ્યાયિત કરો અને તેનું વર્ગીકરણ આપો.

જવાબ: સિગ્નલ એ એક ભૌતિક માત્રા છે જે સમય, સ્થળ અથવા અન્ય સ્વતંત્ર ચલ સાથે બદલાય છે અને તેમાં માહિતી સમાયેલી હોય છે.

સિગ્નલનું વર્ગીકરણ:

વર્ગીકરણ માપદંડસિગ્નલના પ્રકાર
સમય ડોમેનકંટીન્યુઅસ-ટાઈમ સિગ્નલ, ડિસ્ક્રીટ-ટાઈમ સિગ્નલ
એમ્પ્લિટ્યુડએનાલોગ સિગ્નલ, ડિજિટલ સિગ્નલ
પ્રકૃતિડીટર્મિનિસ્ટિક સિગ્નલ, રેન્ડમ સિગ્નલ
સિમેટ્રીઈવન સિગ્નલ, ઓડ સિગ્નલ
એનર્જી/પાવરએનર્જી સિગ્નલ, પાવર સિગ્નલ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “CADEN” (Continuous/Discrete, Analog/Digital, Deterministic/Random, Even/Odd, Energy/Power)

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]
#

કંટીન્યુઅસ અને ડિસ્ક્રીટ ટાઈમ સિગ્નલ સમજાવો.

જવાબ:

કંટીન્યુઅસ-ટાઈમ સિગ્નલડિસ્ક્રીટ-ટાઈમ સિગ્નલ
સમયના તમામ મૂલ્યો માટે વ્યાખ્યાયિતમાત્ર ચોક્કસ સમય અંતરાલ પર વ્યાખ્યાયિત
x(t) તરીકે રજુ થાય છેx[n] અથવા x(nT) તરીકે રજુ થાય છે
ઉદાહરણ: સાઇન વેવ જેવા એનાલોગ સિગ્નલઉદાહરણ: સેમ્પલ કરેલા સ્પીચ જેવા ડિજિટલ સિગ્નલ
ગ્રાફ પર સળંગ વક્રગ્રાફ પર બિંદુઓની શ્રેણી
પ્રોસેસિંગ માટે એનાલોગ સર્કિટની જરૂર પડેપ્રોસેસિંગ ડિજિટલ પ્રોસેસર દ્વારા કરી શકાય

આકૃતિ:

graph LR
    A[સિગ્નલ] --> B[કંટીન્યુઅસ-ટાઈમ]
    A --> C[ડિસ્ક્રીટ-ટાઈમ]
    B --> D[બધા t માટે વ્યાખ્યાયિત]
    C --> E[ચોક્કસ સમય nT પર વ્યાખ્યાયિત]
    D --> F[ઉદાહરણ: sin(t)]
    E --> G[ઉદાહરણ: sin(nT)]

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “CAD” - Continuous signals are Analog and Defined for all time; Discrete signals are digital and defined at specific points.

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]
#

યુનિટ ઇમ્પલ્સ અને યુનિટ સ્ટેપ ફંક્શન સમજાવો.

જવાબ:

યુનિટ ઇમ્પલ્સ ફંક્શન (δ(t))યુનિટ સ્ટેપ ફંક્શન (u(t))
t=0 પર અનંત ઊંચાઈ, બાકી જગ્યાએ શૂન્યt≥0 માટે મૂલ્ય 1, t<0 માટે 0
વક્ર નીચેનું ક્ષેત્રફળ = 1ઇન્ટિગ્રલ રેમ્પ ફંક્શન આપે છે
તાત્કાલિક ઘટનાઓને રજૂ કરવા માટેઅચાનક બદલાવને રજૂ કરવા માટે
LTI સિસ્ટમ એનાલિસિસનો ગાણિતિક આધારસિસ્ટમ રિસ્પોન્સ એનાલિસિસ માટે ઉપયોગી
લાપ્લાસ ટ્રાન્સફોર્મ = 1લાપ્લાસ ટ્રાન્સફોર્મ = 1/s

આકૃતિ:

િ-1δ0(t1t=1િ-10u(1t)t

ગુણધર્મો:

  • સેમ્પલિંગ પ્રોપર્ટી: ∫f(t)δ(t-t₀)dt = f(t₀)
  • યુનિટ સ્ટેપ ઇમ્પલ્સનું ઇન્ટિગ્રલ છે: u(t) = ∫δ(τ)dτ from -∞ to t
  • ઇમ્પલ્સ યુનિટ સ્ટેપનો ડેરિવેટિવ છે: δ(t) = du(t)/dt

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “SHARP-FLAT” - Impulse is Sharp and momentary; Step is Flat and persistent.

પ્રશ્ન 1(ક) OR [7 ગુણ]
#

ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ સમજાવો.

જવાબ:

ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ:

flowchart 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]

સમજૂતી:

બ્લોકકાર્ય
સોર્સટ્રાન્સમિટ કરવાનો મેસેજ ઉત્પન્ન કરે છે
સોર્સ એન્કોડરમેસેજને ડિજિટલ ફોર્મમાં રૂપાંતરિત કરે છે, રિડન્ડન્સી દૂર કરે છે
ચેનલ એન્કોડરએરર ડિટેક્શન/કરેક્શન માટે નિયંત્રિત રિડન્ડન્સી ઉમેરે છે
ડિજિટલ મોડ્યુલેટરડિજિટલ બિટ્સને ટ્રાન્સમિશન માટે યોગ્ય સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે
ચેનલભૌતિક માધ્યમ જેના દ્વારા સિગ્નલ પ્રવાસ કરે છે
ડિજિટલ ડિમોડ્યુલેટરપ્રાપ્ત સિગ્નલમાંથી ડિજિટલ ડેટા પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે
ચેનલ ડિકોડરઉમેરેલી રિડન્ડન્સીનો ઉપયોગ કરીને એરર શોધે/સુધારે છે
સોર્સ ડિકોડરપ્રાપ્ત બિટ્સમાંથી મૂળ સંદેશ પુનઃનિર્માણ કરે છે
ડેસ્ટિનેશનપ્રેષિત સંદેશ પ્રાપ્ત કરે છે

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “SECDCSD” - “Seven Engineers Can Design Communication Systems Diligently”

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]
#

સિગ્નલમાં 8000 બીટ/સેકન્ડનો બીટ રેટ અને 1000 બોડનો બોડ દર હોય છે. દરેક સિગ્નલ એલીમેંટ દ્વારા કેટલા ડેટા એલીમેંટ વહન કરવામાં આવે છે?

જવાબ:

દરેક સિગ્નલ એલિમેન્ટ દ્વારા વહન કરાતા ડેટા એલિમેન્ટ (બિટ્સ)ની સંખ્યા: = બીટ રેટ ÷ બોડ રેટ = 8000 બિટ્સ/સેકન્ડ ÷ 1000 બોડ = 8 બિટ્સ/સિગ્નલ એલિમેન્ટ

કોષ્ટક:

પેરામીટરમૂલ્યસંબંધ
બીટ રેટ8000 બિટ્સ/સેકઆપેલ
બોડ રેટ1000 બોડઆપેલ
બિટ્સ/સિગ્નલ8 બિટ્સબીટ રેટ ÷ બોડ રેટ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “Bits Divided By Bauds” (BDBB)

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]
#

એનર્જી અને પાવર સિગ્નલ સમજાવો.

જવાબ:

એનર્જી સિગ્નલપાવર સિગ્નલ
અંતિમ કુલ એનર્જીઅનંત કુલ એનર્જી પરંતુ અંતિમ સરેરાશ પાવર
શૂન્ય સરેરાશ પાવરબિન-શૂન્ય સરેરાશ પાવર
E = ∫|x(t)|²dt (અંતિમ)P = lim(T→∞) 1/2T ∫|x(t)|²dt (અંતિમ)
ઉદાહરણ: પલ્સ, ક્ષયિત એક્સપોનેન્શિયલઉદાહરણ: સાઇન વેવ, સ્ક્વેર વેવ
સમયમાં સીમિતબધા સમય માટે અસ્તિત્વમાં

આકૃતિ:

graph TD
    A[સિગ્નલ] --> B[એનર્જી સિગ્નલ]
    A --> C[પાવર સિગ્નલ]
    B --> D[અંતિમ એનર્જી]
    B --> E[શૂન્ય સરેરાશ પાવર]
    C --> F[અનંત એનર્જી]
    C --> G[અંતિમ સરેરાશ પાવર]
    D --> H[ઉદાહરણ: પલ્સ]
    G --> I[ઉદાહરણ: સાઇન વેવ]

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “FEZIL” - Finite Energy is Zero in Long-term; Power signals are Infinite in Length

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]
#

FSK મોડ્યુલેટર અને ડી-મોડ્યુલેટરના બ્લોક ડાયાગ્રામને વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

FSK મોડ્યુલેટર અને ડિમોડ્યુલેટર:

flowchart LR
    subgraph મોડ્યુલેટર
        A[ડિજિટલ ઇનપુટ] --> B[વોલ્ટેજ કંટ્રોલ્ડ ઓસિલેટર]
        B --> C[FSK આઉટપુટ]
    end
    subgraph ડિમોડ્યુલેટર
        D[FSK ઇનપુટ] --> E[બેન્ડપાસ ફિલ્ટર 1\nફ્રીક્વન્સી f1]
        D --> F[બેન્ડપાસ ફિલ્ટર 2\nફ્રીક્વન્સી f2]
        E --> G[એન્વેલપ ડિટેક્ટર 1]
        F --> H[એન્વેલપ ડિટેક્ટર 2]
        G --> I[કમ્પેરેટર]
        H --> I
        I --> J[ડિજિટલ આઉટપુટ]
    end

વેવફોર્મ:

FBBિSPPિKFFિ12િ::f:1::f010_\Mf_M2M_MM1MMf1_MM2_/fM__\1M__/M__\f__0/1__0\_Mf_M2_MM_MM_1MMf_1_MM2__/fM__\1M_/__\f_0/1_0\__

મુખ્ય સિદ્ધાંતો:

  • બિટ 0: ફ્રીક્વન્સી f₁ તરીકે ટ્રાન્સમિટ થાય છે
  • બિટ 1: ફ્રીક્વન્સી f₂ તરીકે ટ્રાન્સમિટ થાય છે
  • ડિમોડ્યુલેશન: ફ્રીક્વન્સીઓને અલગ કરવા માટે બેન્ડપાસ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરે છે
  • ડિટેક્શન: એન્વેલપ ડિટેક્ટર્સ ડિજિટલ સિગ્નલને પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “FIST” - Frequency Is Shifted for Transmission

પ્રશ્ન 2(અ) OR [3 ગુણ]
#

સિગ્નલ 4 બીટ/સિગ્નલ એલીમેંટ ધરાવે છે. જો 1000 સિગ્નલ એલીમેંટ પ્રતિ સેકન્ડ મોકલવામાં આવે છે. તો બીટ રેટ શોધો.

જવાબ:

બીટ રેટ = સિગ્નલ એલિમેન્ટ દીઠ બિટ્સની સંખ્યા × પ્રતિ સેકન્ડ સિગ્નલ એલિમેન્ટ બીટ રેટ = 4 બિટ્સ/સિગ્નલ એલિમેન્ટ × 1000 સિગ્નલ એલિમેન્ટ/સેકન્ડ બીટ રેટ = 4000 બિટ્સ/સેકન્ડ

કોષ્ટક:

પેરામીટરમૂલ્યસંબંધ
સિમ્બોલ દીઠ બિટ્સ4આપેલ
સિમ્બોલ રેટ1000 સિમ્બોલ/સેકઆપેલ
બીટ રેટ4000 બિટ્સ/સેકબિટ્સ/સિમ્બોલ × સિમ્બોલ રેટ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “BBS” - Bit rate equals Bits per symbol times Symbol rate

પ્રશ્ન 2(બ) OR [4 ગુણ]
#

ઈવન અને ઓડ સિગ્નલ સમજાવો.

જવાબ:

ઈવન સિગ્નલઓડ સિગ્નલ
y-અક્ષની આસપાસ સિમેટ્રિકy-અક્ષની આસપાસ એન્ટી-સિમેટ્રિક
x(-t) = x(t)x(-t) = -x(t)
ઉદાહરણ: cos(t)ઉદાહરણ: sin(t)
ફૂરિયર ટ્રાન્સફોર્મ વાસ્તવિક છેફૂરિયર ટ્રાન્સફોર્મ કાલ્પનિક છે
ઈવન સિગ્નલનો સરવાળો ઈવન છેઓડ સિગ્નલનો સરવાળો ઓડ છે

આકૃતિ:

િx(t)િx(t)

ગુણધર્મો:

  • કોઈપણ સિગ્નલને ઈવન અને ઓડ ઘટકોના સરવાળા તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે
  • ઈવન ઘટક: x₁(t) = [x(t) + x(-t)]/2
  • ઓડ ઘટક: x₂(t) = [x(t) - x(-t)]/2

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “SAME-FLIP” - Even signals are the SAME when flipped; Odd signals FLIP their sign.

પ્રશ્ન 2(ક) OR [7 ગુણ]
#

QPSK મોડ્યુલેટર અને ડી-મોડ્યુલેટરના બ્લોક ડાયાગ્રામને કોન્સોલેશન ડાયાગ્રામ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

QPSK મોડ્યુલેટર અને ડિમોડ્યુલેટર:

flowchart LR
    subgraph મોડ્યુલેટર
        A[બાઇનરી ઇનપુટ] --> B[સીરિયલ ટુ પેરેલલ\nકન્વર્ટર]
        B --> C[ઈવન બિટ્સ]
        B --> D[ઓડ બિટ્સ]
        C --> E[મલ્ટિપ્લાયર]
        D --> F[મલ્ટિપ્લાયર]
        G[cos(2πft)] --> E
        H[sin(2πft)] --> F
        E --> I[સમર]
        F --> I
        I --> J[QPSK આઉટપુટ]
    end

    subgraph ડિમોડ્યુલેટર
        K[QPSK ઇનપુટ] --> L[મલ્ટિપ્લાયર 1]
        K --> M[મલ્ટિપ્લાયર 2]
        N[cos(2πft)] --> L
        O[sin(2πft)] --> M
        L --> P[ઇન્ટિગ્રેટર 1]
        M --> Q[ઇન્ટિગ્રેટર 2]
        P --> R[ડિસિઝન ડિવાઇસ 1]
        Q --> S[ડિસિઝન ડિવાઇસ 2]
        R --> T[પેરેલલ ટુ સીરિયલ\nકન્વર્ટર]
        S --> T
        T --> U[બાઇનરી આઉટપુટ]
    end

કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ:

0111Q0100I

મુખ્ય લક્ષણો:

  • ઇનપુટ: દરેક સિમ્બોલ 2 બિટ્સ દ્વારા નક્કી થાય છે
  • ફેઝ: 4 ફેઝ (0°, 90°, 180°, 270°)
  • બિટ્સથી ફેઝ:
    • 00: 45°
    • 01: 135°
    • 11: 225°
    • 10: 315°
  • બેન્ડવિડ્થ એફિશિયન્સી: 2 બિટ્સ પ્રતિ સિમ્બોલ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “QUADrature” - 4 phases for 4 possible 2-bit combinations

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]
#

ASK મોડ્યુલેટરનું કાર્ય બ્લોક ડાયાગ્રામ અને વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ASK મોડ્યુલેટર બ્લોક ડાયાગ્રામ:

flowchart LR
    A[ડિજિટલ ઇનપુટ] --> B[મલ્ટિપ્લાયર]
    C[કેરિયર જનરેટર\nsin(2πft)] --> B
    B --> D[ASK આઉટપુટ]

વેવફોર્મ:

AિSKિિ:::00_11_____00__11___00

કાર્ય સિદ્ધાંત:

  • ડિજિટલ 1: કેરિયર સિગ્નલ ટ્રાન્સમિટ થાય છે
  • ડિજિટલ 0: કોઈ સિગ્નલ નહીં (અથવા ઓછી એમ્પ્લિટ્યુડ) ટ્રાન્સમિટ થાય છે
  • આઉટપુટ એમ્પ્લિટ્યુડ ઇનપુટ ડિજિટલ સિગ્નલ સાથે બદલાય છે

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “ASKY” - Amplitude Switches the Carrier? Yes!

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]
#

8-PSK અને 16-QAM ના કોન્સોલેશન ડાયાગ્રામ દોરો.

જવાબ:

8-PSK કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ:

011110110001Q000000110101I

16-QAM કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ:

QI

મુખ્ય તફાવતો:

  • 8-PSK: 8 સિમ્બોલ, સમાન એમ્પ્લિટ્યુડ, 45° અંતરે ફેઝ
  • 16-QAM: 16 સિમ્બોલ, બદલાતી એમ્પ્લિટ્યુડ અને ફેઝ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “P-Phase Q-Quantity” - PSK varies Phase only; QAM varies both amplitude (Quantity) and phase

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]
#

1100101101 ના ક્રમ માટે ASK અને FSK મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ દોરો.

જવાબ:

મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ:

AFSSKKિ::::11M1fM2M11M1fM2M00M0fM1M00M0f_/1_\_11/1f_\2_/00\0f/1M11M1fM2_M_11M1f_/2_\_00/0f\1/11\1f/2MMMMMMMMMM

મુખ્ય લક્ષણો:

  • ASK: બિટ 1 માટે કેરિયર હાજર, બિટ 0 માટે ગેરહાજર
  • FSK: બિટ 1 માટે ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સી (f₂), બિટ 0 માટે નીચી ફ્રીક્વન્સી (f₁)

મોડ્યુલેશન પદ્ધતિનું કોષ્ટક:

મોડ્યુલેશનબિટ 0બિટ 1બદલાતો પેરામીટર
ASKશૂન્ય અથવા ઓછી એમ્પ્લિટ્યુડઉચ્ચ એમ્પ્લિટ્યુડએમ્પ્લિટ્યુડ
FSKફ્રીક્વન્સી f₁ફ્રીક્વન્સી f₂ફ્રીક્વન્સી

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “AFRO” - Amplitude For 1, Remove for 0 (ASK); Frequency Rises for 1, Off-peak for 0 (FSK)

પ્રશ્ન 3(અ) OR [3 ગુણ]
#

PSK મોડ્યુલેટરનું કાર્ય બ્લોક ડાયાગ્રામ અને વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

PSK મોડ્યુલેટર બ્લોક ડાયાગ્રામ:

flowchart LR
    A[ડિજિટલ ઇનપુટ] --> B[પોલર કન્વર્ટર\n0→-1, 1→+1]
    B --> C[મલ્ટિપ્લાયર]
    D[કેરિયર જનરેટર\nsin(2πft)] --> C
    C --> E[PSK આઉટપુટ]

વેવફોર્મ:

PિSKિિ:::01800_°10°1___1_08_00°01°__1__1_800°0

કાર્ય સિદ્ધાંત:

  • ડિજિટલ 1: 0° ફેઝ સાથે કેરિયર સિગ્નલ
  • ડિજિટલ 0: 180° ફેઝ સાથે કેરિયર સિગ્નલ (ઉલટું)
  • એમ્પ્લિટ્યુડ સ્થિર રહે છે, માત્ર ફેઝ બદલાય છે

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “PSKIT” - Phase Shift Keeps Information True

પ્રશ્ન 3(બ) OR [4 ગુણ]
#

1101001101 ના ક્રમ માટે MSK મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ દોરો.

જવાબ:

MSK મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ:

MSK::111/1M_M_0M0_M_M_1\1/\0/0MM_0M0_M_M_1\1_/\1/1\/0\0/M1M1MMM

MSKના લક્ષણો:

  • સતત ફેઝ ટ્રાન્ઝિશન (કોઈ ફેઝ જમ્પ નહીં)
  • f₁ અને f₂ વચ્ચે ફ્રીક્વન્સી શિફ્ટ
  • ન્યૂનતમ ફ્રીક્વન્સી સેપરેશન: Δf = 1/(2T)
  • FSK કરતાં વધુ સ્મૂધ ટ્રાન્ઝિશન

કોષ્ટક:

લક્ષણMSK લક્ષણ
ફેઝ કન્ટિન્યુઇટીસતત, કોઈ અચાનક બદલાવ નહીં
ફ્રીક્વન્સી ડેવિએશનન્યૂનતમ શક્ય (1/2T)
સ્પેક્ટ્રલ એફિશિયન્સીપરંપરાગત FSK કરતાં વધુ સારી
બેન્ડવિડ્થબીટ રેટનો 1.5 ગણો

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “MINIMUM SMOOTH” - MSK uses Minimum frequency separation with Smooth transitions

પ્રશ્ન 3(ક) OR [7 ગુણ]
#

1100101011 માટે BPSK અને QPSK મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ દોરો.

જવાબ:

BPSK અને QPSK મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ:

BQQQPPPPSSSSKKKK(((IQ::))::):10111°11110°00/0000M01M8M00M_°M_111\1_1800/0_0\_°/0\0/°00M0111M11M_8M_00M_°\_11/1_1011\1°/\11/80°0°0°

મુખ્ય તફાવતો:

  • BPSK: 1 બીટ પ્રતિ સિમ્બોલ, 2 ફેઝ (0° અને 180°)
  • QPSK: 2 બીટ પ્રતિ સિમ્બોલ, 4 ફેઝ (45°, 135°, 225°, 315°)
  • QPSK જોડી: 00, 01, 10, 11 અલગ-અલગ ફેઝને મેપ કરે છે

કોષ્ટક:

મોડ્યુલેશનબીટ્સ/સિમ્બોલફેઝની સંખ્યાબેન્ડવિડ્થ એફિશિયન્સી
BPSK121 બીટ/Hz
QPSK242 બીટ/Hz

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “ONE-TWO” - ONE bit for BPSK, TWO bits for QPSK

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]
#

નીચેની પ્રોબેબીલીટી ક્રમ માટે હફમેન કોડનો ઉપયોગ કરીને ડેટાને એન્કોડ કરો. P = { 0.4, 0.2, 0.2, 0.1, 0.1}

જવાબ:

હફમેન કોડિંગ પ્રક્રિયા:

સિમ્બોલપ્રોબેબિલિટીહફમેન કોડ
A0.40
B0.210
C0.211
D0.1110
E0.1111

હફમેન ટ્રી:

[0.2][[00C..:141]]1[D0[:.016.1]20[[]10[..002.]]1][B0:E.1:401]11A:0

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “Higher Probability Means Shorter Code”

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]
#

સંભાવના અને એન્ટ્રોપી વ્યાખ્યાયિત કરો.

જવાબ:

સંકલ્પનાવ્યાખ્યાસૂત્રમહત્વ
સંભાવનાઘટના ઘટવાની સંભાવનાનું માપP(A) = અનુકૂળ પરિણામોની સંખ્યા / કુલ શક્ય પરિણામોની સંખ્યાકોમ્યુનિકેશનમાં અનિશ્ચિતતા મોડેલ કરવા માટે ઉપયોગી
એન્ટ્રોપીસિસ્ટમમાં અનિશ્ચિતતા અથવા રેન્ડમનેસનું માપH(X) = -∑ P(xi) log₂ P(xi)સરેરાશ માહિતી સામગ્રી દર્શાવે છે

મુખ્ય લક્ષણો:

  • સંભાવના રેન્જ: 0 ≤ P(A) ≤ 1
  • એન્ટ્રોપી એકમો: બિટ્સ (log₂નો ઉપયોગ કરીને)
  • મહત્તમ એન્ટ્રોપી: જ્યારે બધી ઘટનાઓ સમાન સંભાવના ધરાવે છે
  • ન્યૂનતમ એન્ટ્રોપી: જ્યારે પરિણામ નિશ્ચિત હોય (સંભાવના = 1)

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “PURE” - Probability Underpins Randomness Estimation

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]
#

CDMA ટેકનિકને વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

CDMA (કોડ ડિવિઝન મલ્ટિપલ એક્સેસ):

flowchart LR
    A[યુઝર ડેટા] --> B[યુનિક કોડ સાથે\nસ્પ્રેડિંગ]
    B --> C[મોડ્યુલેશન]
    C --> D[ટ્રાન્સમિશન]
    D --> E[રિસેપ્શન]
    E --> F[ડિમોડ્યુલેશન]
    F --> G[મેચિંગ કોડ સાથે\nડિસ્પ્રેડિંગ]
    G --> H[મૂળ યુઝર ડેટા]

CDMA લક્ષણોનું કોષ્ટક:

લક્ષણવર્ણન
એક્સેસ મેથડબહુવિધ વપરાશકર્તાઓ એક જ ફ્રીક્વન્સી અને સમય શેર કરે છે
વિભાજનવપરાશકર્તાઓને અનન્ય સ્પ્રેડિંગ કોડ દ્વારા અલગ પાડવામાં આવે છે
સ્પ્રેડિંગ કોડઓર્થોગોનલ અથવા પ્સ્યુડો-ઓર્થોગોનલ સિક્વન્સ
પ્રોસેસિંગ ગેઇનસ્પ્રેડ બેન્ડવિડ્થનો મૂળ બેન્ડવિડ્થ સાથેનો ગુણોત્તર
મલ્ટિપલ એક્સેસફ્રીક્વન્સી અથવા સમય વિભાજનને બદલે કોડ સ્પેસનો ઉપયોગ કરે છે
ઇન્ટરફેરન્સ રિજેક્શનનેરોબેન્ડ ઇન્ટરફેરન્સને નકારવાની અંતર્ગત ક્ષમતા

મુખ્ય ફાયદાઓ:

  • ક્ષમતા: ઘણા કિસ્સાઓમાં FDMA/TDMA કરતાં વધારે
  • સુરક્ષા: સ્પ્રેડિંગ કોડ દ્વારા અંતર્ગત એન્ક્રિપ્શન
  • મલ્ટિપાથ રિજેક્શન: રેક રિસીવર મલ્ટિપાથ ઘટકોને જોડી શકે છે
  • સોફ્ટ હેન્ડઓફ: મોબાઇલ એક સાથે બહુવિધ બેઝ સ્ટેશનો સાથે વાતચીત કરી શકે છે

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “CODES” - Capacity Optimized with Direct-sequence Encoding Schemes

પ્રશ્ન 4(અ) OR [3 ગુણ]
#

નીચેના પ્રોબેબીલીટી ક્રમ માટે શેનોન ફેનો કોડનો ઉપયોગ કરીને ડેટાને એન્કોડ કરો. P = { 0.5, 0.25, 0.125, 0.125}

જવાબ:

શેનોન-ફેનો કોડિંગ પ્રક્રિયા:

સિમ્બોલપ્રોબેબિલિટીશેનોન-ફેનો કોડ
A0.50
B0.2510
C0.125110
D0.125111

શેનોન-ફેનો ટ્રી:

[0.5]A[[01..205[]]0.[B102:.515]1]0C[0.25][0.:112151]D

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “Split For Optimum” - Shannon-Fano splits groups for optimum coding

પ્રશ્ન 4(બ) OR [4 ગુણ]
#

ઈન્ફોર્મેશન અને ચેનલ કેપેસિટી વ્યાખ્યાયિત કરો.

જવાબ:

સંકલ્પનાવ્યાખ્યાસૂત્રમહત્વ
ઈન્ફોર્મેશનઅનિશ્ચિતતામાં ઘટાડાનું માપI(x) = -log₂ P(x)ઓછી સંભાવના ધરાવતી ઘટનાઓ વધુ માહિતી ધરાવે છે
ચેનલ કેપેસિટીમહત્તમ દર જે પર નિર્ધારિત ત્રુટિ સાથે માહિતી પ્રસારિત કરી શકાયC = B log₂(1 + S/N)વિશ્વસનીય કોમ્યુનિકેશનની મૂળભૂત મર્યાદા

મુખ્ય મુદ્દાઓ:

  • ઈન્ફોર્મેશન એકમો: બિટ્સ (log₂નો ઉપયોગ કરીને)
  • ચેનલ કેપેસિટી એકમો: બિટ્સ પ્રતિ સેકન્ડ
  • કેપેસિટીને અસર કરતા પરિબળો:
    • બેન્ડવિડ્થ (B)
    • સિગ્નલ-ટુ-નોઇઝ રેશિયો (S/N)

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “INCHES” - Information Numerically Calculated, Hopping through Efficient Shannon limit

પ્રશ્ન 4(ક) OR [7 ગુણ]
#

TDMA ટેકનિકને વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

TDMA (ટાઇમ ડિવિઝન મલ્ટિપલ એક્સેસ):

flowchart LR
    A[યુઝર 1] --> B[ટાઇમ સ્લોટ 1]
    C[યુઝર 2] --> D[ટાઇમ સ્લોટ 2]
    E[યુઝર 3] --> F[ટાઇમ સ્લોટ 3]
    G[યુઝર 4] --> H[ટાઇમ સ્લોટ 4]
    B --> I[મલ્ટિપ્લેક્સર]
    D --> I
    F --> I
    H --> I
    I --> J[ટ્રાન્સમિશન ચેનલ]
    J --> K[ડિમલ્ટિપ્લેક્સર]
    K --> L[ટાઇમ સ્લોટ 1]
    K --> M[ટાઇમ સ્લોટ 2]
    K --> N[ટાઇમ સ્લોટ 3]
    K --> O[ટાઇમ સ્લોટ 4]
    L --> P[યુઝર 1]
    M --> Q[યુઝર 2]
    N --> R[યુઝર 3]
    O --> S[યુઝર 4]

TDMA લક્ષણોનું કોષ્ટક:

લક્ષણવર્ણન
એક્સેસ મેથડબહુવિધ વપરાશકર્તાઓ એક જ ફ્રીક્વન્સી અલગ-અલગ ટાઇમ સ્લોટમાં શેર કરે છે
ફ્રેમ સ્ટ્રક્ચરસમય ફ્રેમમાં વિભાજિત, ફ્રેમ સ્લોટમાં વિભાજિત
ગાર્ડ ટાઇમઓવરલેપ ટાળવા માટે સ્લોટ વચ્ચે ટૂંકા સમયગાળા
સિન્ક્રોનાઇઝેશનટ્રાન્સમિટર અને રિસીવર વચ્ચે ચોક્કસ ટાઇમિંગની જરૂર
કાર્યક્ષમતાઉચ્ચ સ્પેક્ટ્રમ ઉપયોગ
પાવર કન્ઝમ્પશનટ્રાન્સમિટર માત્ર સોંપાયેલા સ્લોટ દરમિયાન ચાલુ

TDMA ફ્રેમ સ્ટ્રક્ચર:

TS11TS22TS33TST4D4MATS11TS22TS33TS44

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “TIME” - Transmission In Measured Epochs

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]
#

T1 કેરિયર સિસ્ટમ સમજાવો.

જવાબ:

T1 કેરિયર સિસ્ટમ:

લક્ષણસ્પેસિફિકેશન
ડેટા રેટ1.544 Mbps
ચેનલ24 વોઇસ ચેનલ
વોઇસ સેમ્પલિંગ8000 સેમ્પલ/સેકન્ડ
સેમ્પલ સાઇઝ8 બિટ્સ પ્રતિ સેમ્પલ
ફ્રેમ સાઇઝ193 બિટ્સ (24×8 + 1)
ફ્રેમ રેટ8000 ફ્રેમ/સેકન્ડ

T1 ફ્રેમ સ્ટ્રક્ચર:

F1Ch81Ch82Ch83T1Ch82419F13િCh81Ch82

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “T1-24-8-8” - T1 has 24 channels, 8 bits, 8kHz

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]
#

ટાઈમ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ટેકનિક (TDM) ને વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

ટાઇમ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ (TDM):

flowchart LR
    A[સિગ્નલ 1] --> E[મલ્ટિપ્લેક્સર]
    B[સિગ્નલ 2] --> E
    C[સિગ્નલ 3] --> E
    D[સિગ્નલ 4] --> E
    E --> F[ટ્રાન્સમિશન ચેનલ]
    F --> G[ડિમલ્ટિપ્લેક્સર]
    G --> H[સિગ્નલ 1]
    G --> I[સિગ્નલ 2]
    G --> J[સિગ્નલ 3]
    G --> K[સિગ્નલ 4]

TDM લક્ષણોનું કોષ્ટક:

લક્ષણવર્ણન
સિદ્ધાંતબહુવિધ સિગ્નલ વારાફરતી લઈને એક ચેનલ શેર કરે છે
સમય ફાળવણીદરેક સિગ્નલને નિશ્ચિત સમય સ્લોટ ફાળવવામાં આવે છે
સિન્ક્રોનાઇઝેશનમલ્ટિપ્લેક્સર અને ડિમલ્ટિપ્લેક્સર વચ્ચે ચોક્કસ ટાઇમિંગની જરૂર
ઇન્ટરલીવિંગવિવિધ સ્ત્રોતોના સેમ્પલ સમયમાં ઇન્ટરલીવ્ડ
પ્રકારોસિન્ક્રોનસ TDM અને એસિન્ક્રોનસ (સ્ટેટિસ્ટિકલ) TDM

TDM ફ્રેમ સ્ટ્રક્ચર:

S1|S2|S3|S4|TSD1M|S2|S3|S4|

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “TWIST” - Time Windows Interleaving Signals Together

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]
#

ઇન્ફોમેશન સિક્યોરિટીમાં આવતા સિક્યોરિટી ઘટકોને વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

ઇન્ફોર્મેશન સિક્યોરિટી ઘટકો:

graph TD
    A[ઇન્ફોર્મેશન સિક્યોરિટી] --> B[કોન્ફિડેન્શિયાલિટી]
    A --> C[ઇન્ટેગ્રિટી]
    A --> D[એવેલેબિલિટી]
    B --> E[એન્ક્રિપ્શન]
    B --> F[એક્સેસ કંટ્રોલ]
    C --> G[ડિજિટલ સિગ્નેચર]
    C --> H[હેશિંગ]
    D --> I[રેડન્ડન્સી]
    D --> J[બેકઅપ સિસ્ટમ]

સિક્યોરિટી ઘટકોનું કોષ્ટક:

ઘટકવર્ણનઅમલીકરણ પદ્ધતિઓ
કોન્ફિડેન્શિયાલિટીમાહિતી માત્ર અધિકૃત વપરાશકર્તાઓને જ ઉપલબ્ધ થાય તેની ખાતરીએન્ક્રિપ્શન, એક્સેસ કંટ્રોલ, ઓથેન્ટિકેશન
ઇન્ટેગ્રિટીડેટાની સચોટતા અને સુસંગતતા જાળવવીડિજિટલ સિગ્નેચર, હેશિંગ, ચેકસમ
એવેલેબિલિટીજ્યારે જરૂર હોય ત્યારે માહિતી ઉપલબ્ધ થાય તેની ખાતરીરેડન્ડન્સી, બેકઅપ સિસ્ટમ, ડિઝાસ્ટર રિકવરી
ઓથેન્ટિકેશનવપરાશકર્તાઓની ઓળખની ચકાસણીપાસવર્ડ, બાયોમેટ્રિક્સ, ડિજિટલ સર્ટિફિકેટ
નોન-રેપ્યુડિએશનમાહિતી મોકલવા/પ્રાપ્ત કરવાના ઇન્કારને રોકવુંડિજિટલ સિગ્નેચર, ઓડિટ ટ્રેઇલ્સ

સામાન્ય સુરક્ષા ધમકીઓ:

  • માલવેર: વાયરસ, વોર્મ્સ, ટ્રોજન, રેન્સમવેર
  • સોશિયલ એન્જિનિયરિંગ: ફિશિંગ, પ્રીટેક્સ્ટિંગ
  • મેન-ઇન-ધ-મિડલ એટેક: વાતચીતને અવરોધવી
  • ડિનાયલ-ઓફ-સર્વિસ: કાયદેસર એક્સેસને રોકવી

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “CIA” - Confidentiality, Integrity, Availability

પ્રશ્ન 5(અ) OR [3 ગુણ]
#

E1 કેરિયર સિસ્ટમ સમજાવો.

જવાબ:

E1 કેરિયર સિસ્ટમ:

લક્ષણસ્પેસિફિકેશન
ડેટા રેટ2.048 Mbps
ચેનલ32 ટાઇમ સ્લોટ (30 વોઇસ + 2 સિગ્નલિંગ)
વોઇસ સેમ્પલિંગ8000 સેમ્પલ/સેકન્ડ
સેમ્પલ સાઇઝ8 બિટ્સ પ્રતિ સેમ્પલ
ફ્રેમ સાઇઝ256 બિટ્સ (32×8)
ફ્રેમ રેટ8000 ફ્રેમ/સેકન્ડ

E1 ફ્રેમ સ્ટ્રક્ચર:

TS80TS81TS82ET1S815TS8(12656TિS817TS831

સ્પેશિયલ ટાઇમ સ્લોટ:

  • TS0: ફ્રેમ એલાઇનમેન્ટ સિગ્નલ
  • TS16: સિગ્નલિંગ ચેનલ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “E1-32-8-8” - E1 has 32 channels, 8 bits, 8kHz

પ્રશ્ન 5(બ) OR [4 ગુણ]
#

ફ્રીક્વન્સી ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ટેકનિક (FDM) ને વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

ફ્રીક્વન્સી ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ (FDM):

flowchart LR
    A[સિગ્નલ 1] --> B[મોડ્યુલેટર 1\nf1]
    C[સિગ્નલ 2] --> D[મોડ્યુલેટર 2\nf2]
    E[સિગ્નલ 3] --> F[મોડ્યુલેટર 3\nf3]
    G[સિગ્નલ 4] --> H[મોડ્યુલેટર 4\nf4]
    B --> I[કમ્બાઇનર/મિક્સર]
    D --> I
    F --> I
    H --> I
    I --> J[ટ્રાન્સમિશન ચેનલ]
    J --> K[ફિલ્ટર્સ/સેપરેટર્સ]
    K --> L[ડિમોડ્યુલેટર 1\nf1]
    K --> M[ડિમોડ્યુલેટર 2\nf2]
    K --> N[ડિમોડ્યુલેટર 3\nf3]
    K --> O[ડિમોડ્યુલેટર 4\nf4]
    L --> P[સિગ્નલ 1]
    M --> Q[સિગ્નલ 2]
    N --> R[સિગ્નલ 3]
    O --> S[સિગ્નલ 4]

FDM લક્ષણોનું કોષ્ટક:

લક્ષણવર્ણન
સિદ્ધાંતબહુવિધ સિગ્નલ અલગ-અલગ ફ્રીક્વન્સી બેન્ડનો ઉપયોગ કરીને એક ચેનલ શેર કરે છે
ગાર્ડ બેન્ડઇન્ટરફેરન્સને રોકવા માટે ચેનલો વચ્ચે વપરાય ન હોય તેવા ફ્રીક્વન્સી બેન્ડ
ચેનલ બેન્ડવિડ્થદરેક સિગ્નલને ચોક્કસ ફ્રીક્વન્સી રેન્જ ફાળવેલી હોય છે
અમલીકરણસિગ્નલને અલગ-અલગ ફ્રીક્વન્સી બેન્ડમાં શિફ્ટ કરવા માટે મોડ્યુલેટર્સનો ઉપયોગ
ઉપયોગોરેડિયો બ્રોડકાસ્ટિંગ, ટેલિવિઝન, કેબલ સિસ્ટમ

FDM સ્પેક્ટ્રમ:

Ch1GBCh2GBCh3GBCh4

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “FROG” - FRequencies Organized with Gaps

પ્રશ્ન 5(ક) OR [7 ગુણ]
#

ઈન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ (IoT) ના ખ્યાલ અને મુખ્ય લક્ષણો સમજાવો.

જવાબ:

ઈન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ (IoT) ખ્યાલ:

graph TD
    A[ઈન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ] --> B[કનેક્ટેડ ડિવાઇસીસ]
    A --> C[ડેટા કલેક્શન]
    A --> D[ડેટા એનાલિટિક્સ]
    A --> E[ઓટોમેશન]
    B --> F[સેન્સર્સ]
    B --> G[એક્ચ્યુએટર્સ]
    C --> H[ક્લાઉડ સ્ટોરેજ]
    D --> I[AI/મશીન લર્નિંગ]
    E --> J[સ્માર્ટ એપ્લિકેશન્સ]

IoTના મુખ્ય લક્ષણોનું કોષ્ટક:

લક્ષણવર્ણન
કનેક્ટિવિટીડિવાઇસીસ ઇન્ટરનેટ અને એકબીજા સાથે જોડાયેલી
ઇન્ટેલિજન્સસ્માર્ટ પ્રોસેસિંગ, નિર્ણય લેવાની ક્ષમતાઓ
સેન્સિંગસેન્સર્સ દ્વારા પર્યાવરણમાંથી ડેટા એકત્રિત કરવો
એક્સપ્રેસિંગએક્ચ્યુએટર્સ દ્વારા કાર્યવાહી કરવી
એનર્જી એફિશિયન્સીબેટરી-સંચાલિત ડિવાઇસીસ માટે ઓછી પાવર વપરાશ
સિક્યોરિટીઅનધિકૃત એક્સેસ અને હુમલાઓથી સુરક્ષા
સ્કેલેબિલિટીનેટવર્કમાં વધુ ડિવાઇસીસ ઉમેરવાની ક્ષમતા

IoT આર્કિટેક્ચર લેયર્સ:

DDDaaaAtttPpaaaeprlAPTcinrrecaoapalcnttyesiitspooisonncirsntg

IoT એપ્લિકેશન્સ:

  • સ્માર્ટ હોમ અને બિલ્ડિંગ
  • હેલ્થકેર મોનિટરિંગ
  • ઇન્ડસ્ટ્રિયલ ઓટોમેશન
  • સ્માર્ટ સિટીઝ
  • એગ્રીકલ્ચર મોનિટરિંગ
  • સપ્લાય ચેઇન મેનેજમેન્ટ

યાદ રાખવાની યુક્તિ: “CASED” - Connected, Automated, Sensing, Expressing, Data-driven

સંબંધિત

એન્ટેના અને વેવ પ્રોપેગેશન (4341106) - સમર 2023 સોલ્યુશન
20 મિનિટ
Study-Material Solutions Antenna Wave-Propagation 4341106 2023 Summer
માઇક્રોપ્રોસેસર અને માઇક્રોકન્ટ્રોલર (4341101) - સમર 2023 સોલ્યુશન
23 મિનિટ
Study-Material Solutions Microprocessor 4341101 2023 Summer Gujarati
ડિજિટલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (4321102) - શિયાળો 2023 સોલ્યુશન
15 મિનિટ
Study-Material Solutions Digital-Electronics 4321102 2023 Winter
ફંડામેંટલ્સ ઓફ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (4311102) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન
20 મિનિટ
Study-Material Solutions Electronics 4311102 2023 Winter
ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સ એન્ડ એપ્લિકેશન્સ (4321103) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન
16 મિનિટ
Study-Material Solutions Electronics 4321103 2023 Winter
ફંડામેન્ટલ્સ ઓફ ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગ (4311101) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન
12 મિનિટ
અભ્યાસ-સામગ્રી સમાધાન ઇલેક્ટ્રિકલ-એન્જિનિયરિંગ 4311101 2023 વિન્ટર