ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન (4341102) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

કોમ્યુનિકેશન ની વિવિધ ચેનલોની લાક્ષણિકતાઓ ચર્ચો.

જવાબ:

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “BBRN” - “બેટર બેન્ડવિડ્થ રિક્વાયર્સ નાઇસ પ્લાનિંગ”

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

ઈવન અને ઓડ સિગ્નલ વચ્ચે તફાવત આપો.

જવાબ:

graph TD
    A[Signal x(t)] --> B{Test symmetry}
    B -->|x(-t) = x(t)| C[Even Signal]
    B -->|x(-t) = -x(t)| D[Odd Signal]
    C --> E[Mirror symmetry]
    D --> F[Origin symmetry]

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “ઈવન સિગ્નલ્સ ફ્લિપ થતાં સમાન રહે છે, ઓડ સિગ્નલ્સ ફ્લિપ થતાં વિપરીત થાય છે”

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

રિપીટર ને વ્યાખ્યાયિત કરો. રિપીટર કેવી રીતે કામ કરે છે તે જરૂરી સર્કિટ અને વેવફોર્મ્સ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

રિપીટર: એક ઉપકરણ જે સિગ્નલને પ્રાપ્ત કરે છે, એમ્પ્લિફાય કરે છે, અને પુનઃપ્રસારિત કરે છે જેથી પ્રસારણ અંતરને ડિગ્રેડેશન વિના વધારી શકાય.

કાર્ય સિદ્ધાંત: રિપીટર્સ ડિજિટલ સિગ્નલ્સને પુનર્જનન કરે છે જેથી ટ્રાન્સમિશન લાઈન્સમાં ક્ષીણન અને નોઈઝ એકત્રીકરણને દૂર કરી શકાય.

સર્કિટ ડાયાગ્રામ:

વેવફોર્મ:

• સિગ્નલ રિસેપ્શન: આવતા નબળા/વિકૃત સિગ્નલ્સને શોધે છે
• એમ્પ્લિફિકેશન: સિગ્નલ પાવરને મજબૂત કરે છે
• રિજનરેશન: મૂળ ડિજિટલ વેવફોર્મને પુનઃનિર્માણ કરે છે
• રિટ્રાન્સમિશન: પુનઃસ્થાપિત સિગ્નલને આગલા સેગમેન્ટમાં મોકલે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “RARE” - “રિસીવ, એમ્પ્લિફાય, રિજનરેટ, એમિટ”

પ્રશ્ન 1(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ નો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને ઊંડાણથી સમજાવો.

જવાબ:

flowchart LR
    A[Information Source] --> B[Source Encoder]
    B --> C[Channel Encoder]
    C --> D[Digital Modulator]
    D --> E[Channel]
    E --> F[Digital Demodulator]
    F --> G[Channel Decoder]
    G --> H[Source Decoder]
    H --> I[Information Sink]

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “સ્પષ્ટ ડેટા સંદેશો મોકલો, કાળજીપૂર્વક સુરક્ષિત માહિતી ડિકોડ કરો”

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

યુનિટ સ્ટેપ ફંકશન, યુનિટ ઇમ્પલ્સ ફંકશન અને યુનિટ રેમ્પ ફંકશન ને વ્યાખ્યાયિત કરો.

જવાબ:

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SIR” - “સ્ટેપ ઇન્સટન્ટલી, ઇમ્પલ્સ રેપિડલી, રેમ્પ ગ્રેજ્યુઅલી”

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

કંટીન્યુયસ ટાઇમ અને ડિસક્રીટ ટાઇમ સિગ્નલ્સ ને વ્યાખ્યાયિત કરો અને ઉદાહરણ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ડાયાગ્રામ:

• કન્ટિન્યુઅસ-ટાઈમ: બધા સમય t ∈ R માટે વ્યાખ્યાયિત (અનંત મૂલ્યો)
• ડિસ્ક્રીટ-ટાઈમ: ફક્ત ચોક્કસ ક્ષણો n ∈ Z પર વ્યાખ્યાયિત (ગણી શકાય તેવા મૂલ્યો)

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CADD” - “કન્ટિન્યુઅસ ઓલવેઝ, ડિસ્ક્રીટ ડોટ્સ”

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

ASK મોડયુલેટર અને ડી-મોડ્યુલેટરના બ્લોક ડાયાગ્રામને વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

ASK (એમ્પ્લિટ્યુડ શિફ્ટ કીઇંગ): એક ડિજિટલ મોડ્યુલેશન ટેકનિક જ્યાં બાઇનરી ડેટા કેરિયર વેવની એમ્પ્લિટ્યુડ બદલીને રજૂ કરવામાં આવે છે.

ASK મોડ્યુલેટર:

flowchart LR
    A[Digital Input] --> B[Product Modulator]
    C[Carrier Generator] --> B
    B --> D[Bandpass Filter]
    D --> E[ASK Output]

ASK ડિમોડ્યુલેટર:

flowchart LR
    A[ASK Input] --> B[Envelope Detector]
    B --> C[Low Pass Filter]
    C --> D[Comparator]
    D --> E[Digital Output]

વેવફોર્મ્સ:

• મોડ્યુલેટર: ડિજિટલ ઇનપુટના આધારે કેરિયર એમ્પ્લિટ્યુડ બદલે છે
• ડિમોડ્યુલેટર: એન્વેલોપ એક્સટ્રેક્ટ કરે છે અને થ્રેશોલ્ડ સાથે સરખાવે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “APE” - “પોઝિટિવ હોય ત્યારે એમ્પ્લિફાય કરો, ઝીરો હોય ત્યારે એલિમિનેટ કરો”

પ્રશ્ન 2(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

સિંગ્યુલરિટી ફંક્શન સમજાવો.

જવાબ:

સિંગ્યુલરિટી ફંક્શન: ગાણિતિક ફંક્શન્સ જેમાં ચોક્કસ બિંદુઓ પર અવિરતતા અથવા અવ્યાખ્યાયિત મૂલ્યો હોય છે.

સંબંધો:

• δ(t) = d/dt[u(t)]
• u(t) = ∫δ(t)dt
• r(t) = ∫u(t)dt

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SIR” - “સિંગ્યુલરિટીઝ ઇન્ક્લુડ રેપિડ ચેન્જીસ”

પ્રશ્ન 2(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

બીટ રેટ અને બોડ રેટ વચ્ચેનો તફાવત આપો.

જવાબ:

graph TD
    A[Transmission Rate] --> B[Bit Rate]
    A --> C[Baud Rate]
    B -->|"bits/second"| D[Information Transfer Rate]
    C -->|"symbols/second"| E[Modulation Rate]
    F[Modulation Technique] --> G[Bits per Symbol]
    G --> H["Bit Rate = Baud Rate × Bits per Symbol"]

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “BBSR” - “બિટ્સ ફોર બાઇનરી સ્પીડ, બોડ્સ ફોર સિમ્બોલ રેટ”

પ્રશ્ન 2(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

8-PSK સિગ્નલ નો સિધ્ધાંત સમજાવો. તેમજ તેના કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ અને વેવફોર્મ્સ દોરો.

જવાબ:

8-PSK (ફેઝ શિફ્ટ કીઇંગ): એક ડિજિટલ મોડ્યુલેશન ટેકનિક જ્યાં ડેટા કેરિયર સિગ્નલના ફેઝને 8 અલગ અલગ પોઝિશન પર શિફ્ટ કરીને એન્કોડ કરવામાં આવે છે.

સિદ્ધાંત:

• દરેક સિમ્બોલ 3 બિટ્સ રજૂ કરે છે (log₂8 = 3)
• 45° ના ગુણાંકોમાં ફેઝ શિફ્ટ (360°÷8)
• સ્થિર એમ્પ્લિટ્યુડ જાળવે છે

કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ:

વેવફોર્મ:

• બેન્ડવિડ્થ કાર્યક્ષમતા: 3 બિટ્સ પ્રતિ સિમ્બોલ
• સ્થિર એમ્પ્લિટ્યુડ: વધુ સારી પાવર કાર્યક્ષમતા
• ભૂલની સંભાવના: BPSK/QPSK કરતાં વધારે પરંતુ 16-PSK કરતાં ઓછી

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “8 પોઇન્ટ્સ શિફ્ટેડ ઇન K-સર્કલ” (8-PSK)

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

FSK મોડયુલેટરનો બ્લોક ડાયાગ્રામ સમજાવો.

જવાબ:

FSK (ફ્રિક્વન્સી શિફ્ટ કીઇંગ): એક ડિજિટલ મોડ્યુલેશન ટેકનિક જ્યાં બાઇનરી ડેટા કેરિયર વેવની ફ્રિક્વન્સી બદલીને રજૂ કરવામાં આવે છે.

flowchart LR
    A[Binary Input] --> B{Switch}
    C[Oscillator f1] --> B
    D[Oscillator f2] --> B
    B --> E[Bandpass Filter]
    E --> F[FSK Output]

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “FISO” - “ફ્રિક્વન્સી ઇનપુટ સિલેક્ટ્સ ઓસિલેટર”

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

1010110011 શ્રેણી માટે ASK અને FSK ના મોડયુલેશન વેવફોર્મ્સ દોરો.

જવાબ:

સમજૂતી:

• ASK: બિટ ‘1’ માટે ઉચ્ચ એમ્પ્લિટ્યુડ, બિટ ‘0’ માટે નીચી એમ્પ્લિટ્યુડ
• FSK: બિટ ‘1’ માટે ઉચ્ચતર ફ્રિક્વન્સી f₁, બિટ ‘0’ માટે નીચી ફ્રિક્વન્સી f₂

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “ASK એમ્પ્લિટ્યુડ બદલે છે, FSK ફ્રિક્વન્સી બદલે છે”

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

PSK સિગ્નલ નું નિર્માણ અને શોધ તેના કાર્યરત ડાયાગ્રામ ની મદદ સાથે સમજાવો.

જવાબ:

PSK (ફેઝ શિફ્ટ કીઇંગ): એક ડિજિટલ મોડ્યુલેશન ટેકનિક જ્યાં ડેટાને કેરિયર સિગ્નલના ફેઝ બદલીને એન્કોડ કરવામાં આવે છે.

PSK મોડ્યુલેટર:

flowchart LR
    A[Binary Input] --> B[Bipolar Converter]
    B --> C[Product Modulator]
    D[Carrier Generator] --> C
    C --> E[PSK Output]

PSK ડિમોડ્યુલેટર:

flowchart LR
    A[PSK Input] --> B[Product Demodulator]
    C[Carrier Recovery] --> B
    B --> D[Low Pass Filter]
    D --> E[Decision Device]
    E --> F[Binary Output]

વેવફોર્મ્સ:

• ઉત્પાદન: બાઇનરી 1 → 0° ફેઝ, બાઇનરી 0 → 180° ફેઝ
• શોધ: કેરિયર રિકવરી સાથે કોહેરન્ટ ડિમોડ્યુલેશન
• ફાયદા: ASK કરતાં વધુ સારી નોઈઝ ઇમ્યુનિટી

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PSK ફેઝીસ શિફ્ટ વિથ નોલેજ ઓફ કેરિયર”

પ્રશ્ન 3(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

ASK,FSK,PSK,QPSK,8-PSK અને 16-QAM ડિજિટલ મોડ્યુલેશન ટેકનિક્સ માટે બિટ્સ પર સિમ્બોલ સરખાવો.

જવાબ:

graph TD
    A[Modulation Techniques]
    A --> B[ASK/FSK/BPSK
1 bit/symbol]
    A --> C[QPSK
2 bits/symbol]
    A --> D[8-PSK
3 bits/symbol]
    A --> E[16-QAM
4 bits/symbol]

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “જેમ ફ્રિક્વન્સી/ફેઝ સ્ટેટ્સ ચોગણા થાય, બેન્ડવિડ્થ કાર્યક્ષમતા બમણી થાય”

પ્રશ્ન 3(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

16 QAM નો કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

16-QAM (ક્વોડ્રેચર એમ્પ્લિટ્યુડ મોડ્યુલેશન): એક મોડ્યુલેશન ટેકનિક જે એમ્પ્લિટ્યુડ અને ફેઝ મોડ્યુલેશનને સંયોજિત કરે છે, જ્યાં દરેક સિમ્બોલ 4 બિટ્સ રજૂ કરે છે.

કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ:

સમજૂતી:

• 16 અલગ અલગ સ્ટેટ્સ: દરેક પોઇન્ટ એક અનન્ય 4-બિટ સંયોજન રજૂ કરે છે
• પ્રતિ સિમ્બોલ 4 બિટ્સ: log₂16 = 4
• મોડ્યુલેશન પેરામીટર્સ: એમ્પ્લિટ્યુડ અને ફેઝ બંને બદલાય છે
• સિમ્બોલ મેપિંગ: બિટ ભૂલોને ઓછી કરવા માટે ગ્રે કોડિંગનો ઉપયોગ થાય છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “16 ક્વોડ્રન્ટ્સ એરેન્જ્ડ ઇન મેટ્રિક્સ”

પ્રશ્ન 3(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

MSK સિગ્નલ નો સિધ્ધાંત સમજાવો. તેમજ તેના કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ અને વેવફોર્મ્સ દોરો.

જવાબ:

MSK (મિનિમમ શિફ્ટ કીઇંગ): 0.5 ના મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ સાથે એક સતત ફેઝ FSK મોડ્યુલેશન, જે સરળ ફેઝ પરિવર્તનો સુનિશ્ચિત કરે છે.

સિદ્ધાંત:

• CPFSK (કન્ટિન્યુઅસ ફેઝ FSK) નો વિશેષ કેસ
• ફ્રિક્વન્સી સેપરેશન બિટ રેટના અડધા જેટલું જ હોય છે
• અચાનક પરિવર્તનો ટાળીને સતત ફેઝ જાળવે છે
• મોડ્યુલેશન ઇન્ડેક્સ h = 0.5

કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ:

વેવફોર્મ્સ:

મુખ્ય લક્ષણો:

• સ્થિર એન્વેલોપ: વધુ સારી પાવર કાર્યક્ષમતા
• સ્પેક્ટ્રલ કાર્યક્ષમતા: BFSK કરતાં સાંકડી બેન્ડવિડ્થ
• સતત ફેઝ: સરળ ટ્રાન્ઝિશન્સ, ઘટાડેલ સ્પેક્ટ્રલ ફેલાવો
• OQPSK સંબંધ: સાઇનસોઇડલ પલ્સ શેપિંગ સાથે ઓફસેટ QPSK તરીકે જોઈ શકાય છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “MSK મેક્સ સ્મૂથ K-ટ્રાન્ઝિશન્સ”

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

FDD મલ્ટિપ્લેક્સિંગ સર્કિટ માં ખામી નિવારણ ની પ્રક્રિયા વર્ણવો.

જવાબ:

flowchart TD
    A[Start] --> B[Check Input Signals]
    B --> C{Signals OK?}
    C -->|Yes| D[Test Filters]
    C -->|No| E[Fix Input Source]
    D --> F{Filters OK?}
    F -->|Yes| G[Test Modulators]
    F -->|No| H[Replace/Adjust Filters]

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SFMPI” - “સિગ્નલ, ફિલ્ટર, મોડ્યુલેટર, પાવર, આઇસોલેશન”

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

E1 કેરિયર ને T1 કેરિયર સાથે સરખાવો.

જવાબ:

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “ET-DR” - “યુરોપિયન થર્ટી, ડબલ રેટ

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

CDMA ટેકનિકને વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

CDMA (કોડ ડિવિઝન મલ્ટિપલ એક્સેસ): એક મલ્ટિપલ એક્સેસ ટેકનિક જ્યાં એક જ ફ્રિક્વન્સી બેન્ડને એક સાથે અનેક યુઝર્સ દ્વારા અનન્ય સ્પ્રેડિંગ કોડ્સનો ઉપયોગ કરીને શેર કરવામાં આવે છે.

flowchart LR
    A[User Data] --> B[Spreading]
    C[Unique Code] --> B
    B --> D[Transmission]
    D --> E[Despreading]
    F[Same Code] --> E
    E --> G[User Data Recovery]

કામકાજનો સિદ્ધાંત:

• દરેક બિટને હાઇ-રેટ સ્પ્રેડિંગ કોડ (ચિપ્સ) સાથે ગુણાકાર કરવામાં આવે છે
• પરિણામી સિગ્નલ ઘણી વધારે પહોળી બેન્ડવિડ્થ રોકે છે
• રિસીવર મૂળ ડેટા પુનર્પ્રાપ્ત કરવા માટે સમાન કોડનો ઉપયોગ કરે છે
• અન્ય સિગ્નલ્સ રેન્ડમ નોઇઝ તરીકે દેખાય છે, કોરિલેશન દ્વારા નકારવામાં આવે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CUPS” - “કોડ્સ યુનિકલી પ્રોવાઇડ સેપરેશન”

પ્રશ્ન 4(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ટેકનિક્સ ના વર્ગીકરણ પર ટંકનોંધ લખો.

જવાબ:

મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ટેકનિક્સ: એક જ માધ્યમ પર પ્રસારણ માટે બહુવિધ સિગ્નલ્સને સંયોજિત કરવાની પદ્ધતિઓ.

graph TD
    A[Multiplexing Techniques] --> B[Frequency Division]
    A --> C[Time Division]
    A --> D[Code Division]
    A --> E[Wavelength Division]
    A --> F[Space Division]

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “FTCWS” - “ફાઇવ ટેકનિક્સ ક્રિએટ વાઇડ સિસ્ટમ્સ”

પ્રશ્ન 4(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

ટાઈમ ડિવિજન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ટેકનિક (TDM)નો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

ટાઇમ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ (TDM): એક ટેકનિક જ્યાં બહુવિધ સિગ્નલ્સ એક જ ચેનલને શેર કરે છે, દરેક સિગ્નલને અલગ અલગ ટાઇમ સ્લોટ્સ ફાળવીને.

flowchart LR
    A1[Input 1] --> B1[Sampler 1]
    A2[Input 2] --> B2[Sampler 2]
    A3[Input 3] --> B3[Sampler 3]
    A4[Input 4] --> B4[Sampler 4]
    B1 --> C[Commutator]
    B2 --> C
    B3 --> C
    B4 --> C
    C --> D[TDM Channel]
    D --> E[Decommutator]
    E --> F1[Filter 1] --> G1[Output 1]
    E --> F2[Filter 2] --> G2[Output 2]
    E --> F3[Filter 3] --> G3[Output 3]
    E --> F4[Filter 4] --> G4[Output 4]

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SCTDF” - “સેમ્પલ, કમ્બાઇન, ટ્રાન્સમિટ, ડિસ્ટ્રિબ્યુટ, ફિલ્ટર”

પ્રશ્ન 4(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

TDMA ટેકનિકને વિગતવાર સમજાવો.

જવાબ:

TDMA (ટાઇમ ડિવિઝન મલ્ટિપલ એક્સેસ): એક ચેનલ એક્સેસ મેથડ જ્યાં બહુવિધ યુઝર્સ એક જ ફ્રિક્વન્સી ચેનલને અલગ અલગ ટાઇમ સ્લોટ્સમાં વિભાજિત કરીને શેર કરે છે.

flowchart TD
    A[TDMA Frame] --> B[Slot 1
User 1]
    A --> C[Slot 2
User 2]
    A --> D[Slot 3
User 3]
    A --> E[Slot 4
User 4]
    A --> F[Slot 5
User 5]
    A --> G[Slot 6
User 6]

અમલીકરણની વિગતો:

• દરેક યુઝર ફાળવેલ સ્લોટમાં ઝડપી બર્સ્ટમાં ટ્રાન્સમિટ કરે છે
• અવિરત ટ્રાન્સમિશન ન હોવાથી હેન્ડસેટ્સ નજીકના સેલ્સની સિગ્નલ સ્ટ્રેન્થ માપી શકે છે
• GSM (પ્રતિ ફ્રેમ 8 સ્લોટ્સ), DECT, સેટેલાઇટ સિસ્ટમ્સમાં વપરાય છે
• અનેક સ્લોટ્સ ફાળવીને અલગ અલગ ડેટા રેટ્સ સાથે સરળતાથી અનુકૂલ થઈ શકે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “TDMA ટેક્સ ડિસ્ટિંક્ટ મોમેન્ટ્સ ફોર એક્સેસ”

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

સંભાવના વ્યાખ્યાયિત કરો અને કોમ્યુનિકેશન માં તેનું મહત્વ લખો.

જવાબ:

સંભાવના: કોઈ ઘટના ઘટવાની સંભાવનાનું માપ, 0 અને 1 વચ્ચેના નંબર તરીકે વ્યક્ત થાય છે.

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PRONIS” - “પ્રોબેબિલિટી ન્યુમેરિકલી ઇન્ડિકેટ્સ સિગ્નલ ક્વોલિટી”

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

હાફમેન કોડ યોગ્ય દાખલા સાથે સમજાવો.

જવાબ:

હફમેન કોડ: વેરિએબલ-લેન્થ પ્રીફિક્સ કોડિંગ અલ્ગોરિધમ જે વધુ વારંવાર આવતા સિમ્બોલ્સને ટૂંકા કોડ આપે છે.

ઉદાહરણ: સિમ્બોલ્સ A, B, C, D ની સંભાવના 0.4, 0.3, 0.2, 0.1 અનુક્રમે વિચારો.

હફમેન કોડિંગ પ્રક્રિયા:

graph TD
    A[A:0.4, B:0.3, C:0.2, D:0.1] --> B[A:0.4, B:0.3, CD:0.3]
    B --> C[A:0.4, BCD:0.6]
    C --> D[ABCD:1.0]
    D --> E["A(0) | BCD(1)"]
    E --> F["A(0) | B(10) | CD(11)"]
    F --> G["A(0) | B(10) | C(110) | D(111)"]

સરેરાશ કોડ લંબાઈ = 0.4×1 + 0.3×2 + 0.2×3 + 0.1×3 = 1.9 બિટ્સ/સિમ્બોલ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “HEMP” - “હફમેન એન્કોડ્સ મોર પ્રોબેબલ સિમ્બોલ્સ વિથ શોર્ટર કોડ્સ”

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

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

જવાબ:

ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ (IoT): સેન્સર્સ, સોફ્ટવેર અને કનેક્ટિવિટી સાથે એમ્બેડેડ ભૌતિક વસ્તુઓનું નેટવર્ક જે તેમને ડેટા એકત્રિત કરવા અને આદાન-પ્રદાન કરવા સક્ષમ બનાવે છે.

graph TD
    A[IoT Ecosystem] --> B[Smart Devices]
    A --> C[Connectivity]
    A --> D[Data Analytics]
    A --> E[User Interface]
    A --> F[Security]
    B --> G[Sensors & Actuators]
    C --> H[Protocols & Standards]
    D --> I[Cloud Computing]
    E --> J[Apps & Services]
    F --> K[Authentication & Encryption]

એપ્લિકેશન્સ:

• સ્માર્ટ હોમ્સ (થર્મોસ્ટેટ, સિક્યુરિટી સિસ્ટમ)
• હેલ્થકેર (વેરેબલ ડિવાઇસીસ, રિમોટ મોનિટરિંગ)
• ઔદ્યોગિક ઓટોમેશન (પ્રિડિક્ટિવ મેન્ટેનન્સ)
• સ્માર્ટ સિટીઝ (ટ્રાફિક મેનેજમેન્ટ, વેસ્ટ મેનેજમેન્ટ)
• એગ્રીકલ્ચર (પ્રિસિઝન ફાર્મિંગ, લાઇવસ્ટોક મોનિટરિંગ)

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CSIA” - “કનેક્ટ, સેન્સ, ઇન્ટરપ્રેટ, ઓટોમેટ”

પ્રશ્ન 5(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

ચેનલ કેપસીટી ને SNR ના સંદર્ભમાં વ્યાખ્યાયિત કરો અને કોમ્યુનિકેશન માં તેનું મહત્વ લખો.

જવાબ:

ચેનલ કેપેસિટી: કોમ્યુનિકેશન ચેનલ પર લગભગ નગણ્ય ભૂલ સંભાવના સાથે માહિતી પ્રસારિત કરી શકાય તે મહત્તમ દર.

શેનનની ચેનલ કેપેસિટી ફોર્મ્યુલા: C = B × log₂(1 + SNR)

જ્યાં:

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

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CBLSN” - “કેપેસિટી ઇક્વલ્સ બેન્ડવિડ્થ ટાઇમ્સ લોગ ઓફ સિગ્નલ-ટુ-નોઇઝ રેશિયો”

પ્રશ્ન 5(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

શેનો ફેનો કોડ યોગ્ય દાખલા સાથે સમજાવો.

જવાબ:

શેનન-ફેનો કોડિંગ: સિમ્બોલ્સના સેટને લગભગ સમાન સંભાવના સાથે બે સબસેટ્સમાં પુનરાવર્તી રીતે વિભાજિત કરીને તેમની સંભાવનાના આધારે સિમ્બોલ્સને વેરિએબલ-લેન્થ કોડ આપવાની ટેકનિક.

ઉદાહરણ: સિમ્બોલ્સ A, B, C, D ની સંભાવના 0.4, 0.3, 0.2, 0.1 અનુક્રમે વિચારો.

શેનન-ફેનો પ્રક્રિયા:

1. સિમ્બોલ્સને સંભાવના અનુસાર ક્રમબદ્ધ કરો: A(0.4), B(0.3), C(0.2), D(0.1)
2. લગભગ સમાન સંભાવના સાથે ગ્રૂપમાં વિભાજિત કરો:
   • ગ્રૂપ 1: A(0.4) - ‘0’ આપવામાં આવે છે
   • ગ્રૂપ 2: B(0.3), C(0.2), D(0.1) = 0.6 - ‘1’ આપવામાં આવે છે
3. ગ્રૂપ 2 ને પુનરાવર્તી રીતે વિભાજિત કરો:
   • ગ્રૂપ 2.1: B(0.3) - ‘10’ આપવામાં આવે છે
   • ગ્રૂપ 2.2: C(0.2), D(0.1) = 0.3 - ‘11’ આપવામાં આવે છે
4. ગ્રૂપ 2.2 વિભાજિત કરો:
   • C(0.2) - ‘110’ આપવામાં આવે છે
   • D(0.1) - ‘111’ આપવામાં આવે છે

સરેરાશ કોડ લંબાઈ = 0.4×1 + 0.3×2 + 0.2×3 + 0.1×3 = 1.9 બિટ્સ/સિમ્બોલ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SFDS” - “શેનન ફેનો ડિવાઇડ્સ સિમ્બોલસેટ્સ”

પ્રશ્ન 5(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

ડિજિટલ ટેલિફોન એક્સચેંજ નો બ્લોક ડાયાગ્રામ દોરો અને સમજાવો.

જવાબ:

ડિજિટલ ટેલિફોન એક્સચેંજ: એક સિસ્ટમ જે એનાલોગ વૉઇસ સિગ્નલ્સને ડિજિટલ ફોર્મમાં રૂપાંતરિત કરીને અને ડિજિટલ સર્કિટ્સ દ્વારા સ્વિચિંગ કરીને ટેલિફોન કૉલ્સ જોડે છે.

flowchart LR
    A[Subscribers] --> B[Digital Line Units
(DLU)]
    B --> C[Line/Trunk Group
(LTG)]
    C --> D[Switching Network
(SN)]
    D --> E[Central Processor
(CP)]
    E --> D
    D --> C
    C --> B
    B --> A
    F[Operation & Maintenance
Center] --> E

મુખ્ય લક્ષણો:

• ટાઇમ ડિવિઝન સ્વિચિંગ: અલગ અલગ ટાઇમ સ્લોટ્સ જોડે છે
• સ્પેસ ડિવિઝન સ્વિચિંગ: અલગ અલગ ભૌતિક પાથ જોડે છે
• સ્ટોર્ડ પ્રોગ્રામ કંટ્રોલ: સોફ્ટવેર-આધારિત કૉલ પ્રોસેસિંગ
• કોમન ચેનલ સિગ્નલિંગ: અલગ સિગ્નલિંગ ચેનલ (SS7)
• નોન-બ્લોકિંગ આર્કિટેક્ચર: બધા કૉલ્સ એક સાથે જોડી શકાય છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DLSCO” - “ડિજિટલ લાઇન્સ સ્વિચ કૉલ્સ ઓર્ડરલી”