પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]#
વેવ ફોર્મ સાથે કંટીન્યુઅસ ટાઇમ સિગ્નલ અને ડિસ્ક્રીટ ટાઇમ સિગ્નલ વ્યાખ્યાયિત કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: સિગ્નલ પ્રકારોની તુલના
| સિગ્નલ પ્રકાર | વ્યાખ્યા | વેવફોર્મ ઉદાહરણ |
|---|---|---|
| કંટીન્યુઅસ ટાઇમ સિગ્નલ | દરેક સમય બિંદુ પર સતત મૂલ્યો સાથે વ્યાખ્યાયિત થયેલું સિગ્નલ | સ્મૂધ, અવિચ્છિન્ન વક્ર |
| ડિસ્ક્રીટ ટાઇમ સિગ્નલ | ફક્ત ચોક્કસ સમય બિંદુઓ પર સેમ્પલ્સ સાથે વ્યાખ્યાયિત થયેલું સિગ્નલ | અલગ-અલગ બિંદુઓની શ્રેણી |
આકૃતિ:
graph LR
subgraph Continuous
A[કંટીન્યુઅસ ટાઇમ સિગ્નલ] --> B[x(t)]
B --> C[દરેક t માટે વ્યાખ્યાયિત]
end
subgraph Discrete
D[ડિસ્ક્રીટ ટાઇમ સિગ્નલ] --> E[x(n)]
E --> F[ફક્ત પૂર્ણાંક n માટે વ્યાખ્યાયિત]
end
- એમ્પ્લિટ્યુડ સાતત્ય: કંટીન્યુઅસ સિગ્નલમાં, એમ્પ્લિટ્યુડ કોઈપણ મૂલ્ય લઈ શકે છે, જ્યારે ડિસ્ક્રીટ સિગ્નલમાં ચોક્કસ એમ્પ્લિટ્યુડ મૂલ્યો હોય છે
- ગાણિતિક નોંધ: કંટીન્યુઅસ સિગ્નલ માટે x(t), ડિસ્ક્રીટ સિગ્નલ માટે x[n] અથવા x(n) વપરાય છે
મ્નેમોનિક: “કોસીડી” - કોન્ટિન્યુઅસ સીગ્નલ નદીની જેમ વહે છે, ડીસ્ક્રીટ સિગ્નલ પગલાં જેવા હોય છે
પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]#
પિરિયોડિક અને એપિરિયોડિક સિગ્નલ સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: પિરિયોડિક અને એપિરિયોડિક સિગ્નલની તુલના
| ગુણધર્મ | પિરિયોડિક સિગ્નલ | એપિરિયોડિક સિગ્નલ |
|---|---|---|
| વ્યાખ્યા | નિશ્ચિત સમય અંતરાલ પછી એકદમ પુનરાવર્તિત થાય છે | પુનરાવર્તિત થતું નથી અથવા અનંત પીરિયડ ધરાવે છે |
| ગાણિતિક અભિવ્યક્તિ | x(t) = x(t + nT) દરેક t માટે | x(t) ≠ x(t + T) કોઈપણ T માટે |
| ઊર્જા/પાવર | અનંત ઊર્જા, મર્યાદિત પાવર | મર્યાદિત ઊર્જા, શૂન્ય સરેરાશ પાવર |
| ઉદાહરણો | સાઇન વેવ્સ, સ્ક્વેર વેવ્સ | સિંગલ પલ્સ, ડેમ્પ્ડ સાઇન્યુસોઇડ |
આકૃતિ:
graph TD
subgraph Periodic
A[x(t) = x(t+T)] --> B[એકદમ પુનરાવર્તિત થાય છે]
B --> C[મૂળભૂત પીરિયડ T]
end
subgraph Aperiodic
D[x(t) ≠ x(t+T)] --> E[ક્યારેય એકદમ પુનરાવર્તિત થતું નથી]
E --> F[કોઈ મૂળભૂત પીરિયડ નથી]
end
- સ્પેક્ટ્રલ પ્રોપર્ટી: પિરિયોડિક સિગ્નલમાં ડિસ્ક્રીટ ફ્રિક્વન્સી કોમ્પોનન્ટ્સ હોય છે, એપિરિયોડિકમાં સતત સ્પેક્ટ્રમ હોય છે
- ફૂરિયર એનાલિસિસ: પિરિયોડિક સિગ્નલ માટે ફૂરિયર સીરીઝ, એપિરિયોડિક માટે ફૂરિયર ટ્રાન્સફોર્મ વપરાય છે
મ્નેમોનિક: “પાઅસ” - પિરિયોડિક સિગ્નલ્સ હંમેશા સમયમાં આવર્તિત થાય છે
પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]#
ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમનો બ્લોક ડાયાગ્રામ સમજાવો.
જવાબ:
આકૃતિ: ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ
flowchart LR
A[સોર્સ] --> B[સોર્સ એનકોડર]
B --> C[ચેનલ એનકોડર]
C --> D[ડિજિટલ મોડ્યુલેટર]
D --> E[ચેનલ]
E --> F[ડિજિટલ ડિમોડ્યુલેટર]
F --> G[ચેનલ ડિકોડર]
G --> H[સોર્સ ડિકોડર]
H --> I[ડેસ્ટિનેશન]
કોષ્ટક: ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમના બ્લોક્સના કાર્યો
| બ્લોક | કાર્ય | ઉદાહરણ |
|---|---|---|
| સોર્સ | ટ્રાન્સમિટ કરવાના સંદેશાનું જનરેશન | માઇક્રોફોન, કીબોર્ડ |
| સોર્સ એનકોડર | રિડન્ડન્સી દૂર કરે છે, ડેટા કોમ્પ્રેસ કરે છે | હફમેન કોડિંગ, JPEG |
| ચેનલ એનકોડર | ભૂલ શોધવા/સુધારવા માટે નિયંત્રિત રિડન્ડન્સી ઉમેરે છે | હેમિંગ કોડ્સ, CRC |
| ડિજિટલ મોડ્યુલેટર | ડિજિટલ ડેટાને એનાલોગ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે | ASK, FSK, PSK |
| ચેનલ | સિગ્નલ વહન કરતું માધ્યમ | વાયર્ડ, વાયરલેસ, ઓપ્ટિકલ ફાઇબર |
| ડિજિટલ ડિમોડ્યુલેટર | પ્રાપ્ત સિગ્નલને પાછું ડિજિટલમાં રૂપાંતરિત કરે છે | ASK, FSK, PSK ડિમોડ્યુલેટર્સ |
| ચેનલ ડિકોડર | ઉમેરાયેલી રિડન્ડન્સીનો ઉપયોગ કરી ભૂલો શોધે/સુધારે છે | ભૂલ સુધારણા સર્કિટ્સ |
| સોર્સ ડિકોડર | મૂળ સંદેશાનું પુનઃનિર્માણ કરે છે | ડેટા ડિકોમ્પ્રેશન |
- ફાયદો: નોઇઝ ઇમ્યુનિટી, સુરક્ષિત ટ્રાન્સમિશન, મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ક્ષમતા, ડિજિટલ સિસ્ટમ્સ સાથે એકીકરણ
- મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ: સેમ્પલિંગ, ક્વોન્ટાઇઝેશન, કોડિંગ, મોડ્યુલેશન/ડિમોડ્યુલેશન
મ્નેમોનિક: “સેચમદેસિ” - સોર્સ એન્કોડ કરે, ચેનલ કોડ, મોડ્યુલેટ, ચેનલ, ડિમોડ્યુલેટ, સિંક પ્રાપ્ત કરે
પ્રશ્ન 1(ક) OR [7 ગુણ]#
સિંગ્યુલારીટી ફંકશન સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: સામાન્ય સિંગ્યુલારીટી ફંકશન્સ
| ફંકશન | ગાણિતિક વ્યાખ્યા | ગુણધર્મો | ઉપયોગો |
|---|---|---|---|
| યુનિટ સ્ટેપ | u(t) = 1 જ્યારે t ≥ 0, 0 જ્યારે t < 0 | t=0 પર અસાતત્ય | સ્વિચ-ઓન સિગ્નલ્સ, હેવિસાઇડ ફંકશન |
| યુનિટ ઇમ્પલ્સ | δ(t) = ∞ જ્યારે t = 0, અન્યત્ર 0, ∫δ(t)dt = 1 | અનંત ઊંચાઈવાળું, શૂન્ય પહોળાઈવાળું | ઇમ્પલ્સ રિસ્પોન્સ, સેમ્પલિંગ |
| યુનિટ રેમ્પ | r(t) = t·u(t) | સાતત્ય પરંતુ t=0 પર ડિફરેન્શિયેબલ નથી | લિનિયર ટાઇમ ફંકશન્સ |
| યુનિટ પેરાબોલા | p(t) = (t²/2)·u(t) | યુનિટ ઇમ્પલ્સનું બીજું ઇન્ટિગ્રલ | એક્સેલરેશનથી પોઝિશન |
આકૃતિ:
- ઇન્ટિગ્રેશન સંબંધ: દરેક ફંકશન એ અગાઉના ફંકશનનું ઇન્ટિગ્રલ છે
- ગાણિતિક ટૂલકિટ: જટિલ સિસ્ટમ્સને સરળ ઘટકોમાં વિભાજિત કરીને વિશ્લેષણ કરવા માટે ઉપયોગી
મ્નેમોનિક: “સ્ટેઇંપેરે” - સ્ટેપ ઇંપલ્સ પેરાબોલા રેમ્પ - ઇન્ટિગ્રેશનના વધતા ક્રમમાં ફંકશન્સ
પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]#
સિગ્નલ 10 બીટ/સિગ્નલ એલીમેન્ટ ધરાવે છે. જો સેકન્ડ દીઠ 100 સિગ્નલ એલીમેન્ટ મોકલવામાં આવે છે. બીટ રેટ શોધો.
જવાબ:
ઉકેલ:
બીટ રેટ = સિગ્નલ એલિમેન્ટ દીઠ બિટ્સની સંખ્યા × પ્રતિ સેકન્ડ સિગ્નલ એલિમેન્ટની સંખ્યા
બીટ રેટ = 10 બિટ્સ/સિગ્નલ એલિમેન્ટ × 100 સિગ્નલ એલિમેન્ટ/સેકન્ડ
બીટ રેટ = 1000 બિટ્સ/સેકન્ડ = 1 kbps
આકૃતિ:
graph LR
A[સિગ્નલ એલિમેન્ટ્સ: 100/s] --> B[દરેક એલિમેન્ટ: 10 બિટ્સ]
B --> C[બીટ રેટ = 1000 બિટ્સ/s]
- બીટ રેટ: પ્રતિ સેકંડ ટ્રાન્સમિટ થતા બિટ્સની સંખ્યા (bps)
- સિગ્નલ એલિમેન્ટ: એક કે વધુ બિટ્સનું ભૌતિક પ્રગટીકરણ
મ્નેમોનિક: “બીએઈ” - બીટ રેટ એ એલિમેન્ટ્સ ગુણ્યા દરેક ઈલેમેન્ટ દીઠ બિટ્સ
પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]#
ઈવન અને ઓડ સિગ્નલ સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: ઈવન અને ઓડ સિગ્નલની તુલના
| ગુણધર્મ | ઈવન સિગ્નલ | ઓડ સિગ્નલ |
|---|---|---|
| વ્યાખ્યા | f(-t) = f(t) | f(-t) = -f(t) |
| સિમેટ્રી | y-અક્ષની આસપાસ મિરર સિમેટ્રી | ઓરિજિન સિમેટ્રી (રોટેશનલ) |
| ફૂરિયર સીરીઝ | માત્ર કોસાઇન ટર્મ્સ ધરાવે છે | માત્ર સાઇન ટર્મ્સ ધરાવે છે |
| ઉદાહરણો | કોસાઇન, | t |
આકૃતિ:
- ડિકમ્પોઝિશન: કોઈપણ સિગ્નલને ઈવન અને ઓડ ઘટકોના સરવાળા તરીકે વિભાજિત કરી શકાય છે
- ઈવન પાર્ટ: f_e(t) = [f(t) + f(-t)]/2
- ઓડ પાર્ટ: f_o(t) = [f(t) - f(-t)]/2
મ્નેમોનિક: “ઈસઓપ” - ઈવન સિગ્નલ્સ મિરર સિમેટ્રી ધરાવે છે, ઓડ સિગ્નલ્સ મિરર થતાં ઊલટા થઈ જાય છે - પરાવર્તન
પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]#
ASK મોડ્યુલેટર અને ડી-મોડ્યુલેટરના બ્લોક ડાયાગ્રામને વેવફોર્મ સાથે સમજાવો.
જવાબ:
ASK મોડ્યુલેટર ડાયાગ્રામ:
flowchart LR
A[ડિજિટલ ઇનપુટ] --> B[પ્રોડક્ટ મોડ્યુલેટર]
C[કેરિયર જનરેટર fc] --> B
B --> D[ASK આઉટપુટ]
ASK ડિમોડ્યુલેટર ડાયાગ્રામ:
flowchart LR
A[ASK ઇનપુટ] --> B[બેન્ડ-પાસ ફિલ્ટર]
B --> C[એન્વેલપ ડિટેક્ટર]
C --> D[લો-પાસ ફિલ્ટર]
D --> E[કમ્પેરેટર]
E --> F[ડિજિટલ આઉટપુટ]
વેવફોર્મ:
કોષ્ટક: ASK મોડ્યુલેશન અને ડિમોડ્યુલેશન પ્રક્રિયા
| પ્રક્રિયા | કાર્ય | ગાણિતિક રજૂઆત |
|---|---|---|
| મોડ્યુલેશન | કેરિયરની એમ્પ્લિટ્યુડમાં ફેરફાર | s(t) = A·m(t)·cos(2πf_c·t) |
| ફિલ્ટરિંગ | બેન્ડની બહારનો નોઇઝ દૂર કરે છે | f_c પર કેન્દ્રિત બેન્ડપાસ ફિલ્ટર |
| ડિટેક્શન | એન્વેલપ પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે | ડાયોડ અને કેપેસિટરનો ઉપયોગ |
| નિર્ણય | ડિજિટલમાં રૂપાંતરિત કરે છે | થ્રેશોલ્ડ કમ્પેરિઝન |
- બાઇનરી ASK: ‘1’ માટે કેરિયર હાજર, ‘0’ માટે ગેરહાજર
- બેન્ડવિડ્થ: ન્યૂનતમ BW = બિટ રેટ, સામાન્ય રીતે બેવડો બિટ રેટ વપરાય છે
મ્નેમોનિક: “એએમપીએસ” - એએસકે કેરિયર એમ્પ્લિટ્યુડને ડિજિટલ સિગ્નલ સાથે મોડ્યુલેટ કરે છે
પ્રશ્ન 2(અ) OR [3 ગુણ]#
સિગ્નલમાં 4000 બીટ/સેકન્ડનો બીટ રેટ અને 1000 બોડનો બોડ રેટ હોય છે. દરેક સિગ્નલ એલીમેન્ટ દ્વારા કેટલા ડેટા એલીમેન્ટ વહન કરવામાં આવે છે?
જવાબ:
ઉકેલ:
સિગ્નલ એલિમેન્ટ દીઠ બિટ્સની સંખ્યા = બિટ રેટ / બોડ રેટ
સિગ્નલ એલિમેન્ટ દીઠ બિટ્સની સંખ્યા = 4000 બિટ્સ/સેકન્ડ / 1000 સિગ્નલ એલિમેન્ટ/સેકન્ડ
સિગ્નલ એલિમેન્ટ દીઠ બિટ્સની સંખ્યા = 4 બિટ્સ/સિગ્નલ એલિમેન્ટ
આકૃતિ:
graph LR
A[બિટ રેટ: 4000 bps] --> C[ભાગ કરો]
B[બોડ રેટ: 1000 બોડ] --> C
C --> D[4 બિટ્સ/સિગ્નલ એલિમેન્ટ]
- બિટ રેટ: બિટ્સ પ્રતિ સેકંડમાં ડેટા ટ્રાન્સમિશન સ્પીડ
- બોડ રેટ: સિગ્નલ એલિમેન્ટ્સ (સિમ્બોલ્સ) પ્રતિ સેકંડની સંખ્યા
મ્નેમોનિક: “બીબીઆર” - સિમ્બોલ દીઠ બીટ્સ બરાબર બીટ રેટ ભાગ્યા બોડ રેટ
પ્રશ્ન 2(બ) OR [4 ગુણ]#
વિવિધ સંચાર ચેનલોની લાક્ષણિકતાઓની ચર્ચા કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: સંચાર ચેનલની લાક્ષણિકતાઓ
| લાક્ષણિકતા | વર્ણન | મહત્વ |
|---|---|---|
| બેન્ડવિડ્થ | ચેનલ ટ્રાન્સમિટ કરી શકે તેવી ફ્રિક્વન્સીઓની રેન્જ | મહત્તમ ડેટા રેટ નક્કી કરે છે |
| નોઇઝ | અનચાહ્યા સિગ્નલ્સ જે ટ્રાન્સમિશનને બગાડે છે | સિગ્નલ ક્વોલિટી અને ભૂલ દરને અસર કરે છે |
| એટેન્યુએશન | ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન સિગ્નલ સ્ટ્રેન્થની ઘટાડો | ટ્રાન્સમિશન અંતરને મર્યાદિત કરે છે |
| ડિસ્ટોર્શન | સિગ્નલના આકાર/ટાઈમિંગમાં ફેરફાર | ઇન્ટરસિમ્બોલ ઇન્ટરફેરન્સ કારણે બને છે |
| ચેનલ કેપેસિટી | મનસ્વી નાના એરર સાથે મહત્તમ ડેટા રેટ | શેનનના થિયરમ દ્વારા આપવામાં આવે છે |
આકૃતિ:
graph TD
A[ચેનલ લાક્ષણિકતાઓ] --> B[બેન્ડવિડ્થ]
A --> C[નોઇઝ]
A --> D[એટેન્યુએશન]
A --> E[ડિસ્ટોર્શન]
A --> F[ચેનલ કેપેસિટી]
C --> G[SNR]
B --> H[ડેટા રેટ]
F --> H
- SNR (સિગ્નલ-ટુ-નોઇઝ રેશિયો): સિગ્નલ પાવર અને નોઇઝ પાવરનો ગુણોત્તર
- ચેનલ કેપેસિટી: C = B·log₂(1+SNR), જ્યાં B એ બેન્ડવિડ્થ છે
મ્નેમોનિક: “બએનડક” - બેન્ડવિડ્થ, એટેન્યુએશન, નોઇઝ, ડિસ્ટોર્શન કેપેસિટી નક્કી કરે છે
પ્રશ્ન 2(ક) OR [7 ગુણ]#
ASK, FSK અને PSK ની સરખામણી કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: ડિજિટલ મોડ્યુલેશન ટેકનિક્સની સરખામણી
| પેરામીટર | ASK | FSK | PSK |
|---|---|---|---|
| સિદ્ધાંત | એમ્પ્લિટ્યુડમાં ફેરફાર | ફ્રિક્વન્સીમાં ફેરફાર | ફેઝમાં ફેરફાર |
| ગાણિતિક અભિવ્યક્તિ | s(t) = A·m(t)·cos(2πf_c·t) | s(t) = A·cos(2π[f_c+m(t)Δf]t) | s(t) = A·cos(2πf_c·t+m(t)·π) |
| બેન્ડવિડ્થ | r_b (ન્યૂનતમ) | 2(Δf+r_b/2) | 2r_b |
| પાવર એફિશિયન્સી | નબળી | મધ્યમ | સારી |
| નોઇઝ ઇમ્યુનિટી | નબળી | વધુ સારી | શ્રેષ્ઠ |
| અમલીકરણ જટિલતા | સરળ | મધ્યમ | જટિલ |
| ઉપયોગો | ઓછી કિંમતની સિસ્ટમ્સ | નોઇઝવાળા વાતાવરણ | ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી સિસ્ટમ્સ |
આકૃતિ:
- બિટ એરર રેટ: PSK < FSK < ASK (PSK શ્રેષ્ઠ છે)
- જટિલતા ક્રમ: ASK < FSK < PSK (ASK સૌથી સરળ છે)
મ્નેમોનિક: “એફપી” - એમ્પ્લિટ્યુડ, ફ્રીક્વન્સી, ફેઝ - ASK, FSK, PSK માં સંશોધિત થાય છે
પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]#
બ્લોક ડાયાગ્રામ અને આઉટપુટ વેવફોર્મ સાથે FSK મોડ્યુલેટરનું કાર્ય સમજાવો.
જવાબ:
FSK મોડ્યુલેટર બ્લોક ડાયાગ્રામ:
flowchart LR
A[ડિજિટલ ઇનપુટ] --> B[સ્વિચ કંટ્રોલર]
B --> C[ઓસીલેટર 1 - f1]
B --> D[ઓસીલેટર 2 - f2]
C --> E[આઉટપુટ]
D --> E
વેવફોર્મ:
કોષ્ટક: FSK મોડ્યુલેશન પ્રક્રિયા
| સ્ટેપ | વર્ણન |
|---|---|
| ડિજિટલ ઇનપુટ | બાઇનરી ડેટા (0s અને 1s) |
| ફ્રિક્વન્સી પસંદગી | f₁ બિટ ‘1’ માટે, f₂ બિટ ‘0’ માટે |
| વેવફોર્મ જનરેશન | s(t) = A·cos(2πf₁t) બિટ ‘1’ માટે, s(t) = A·cos(2πf₂t) બિટ ‘0’ માટે |
| આઉટપુટ | સતત ફેઝ ફ્રિક્વન્સી-શિફ્ટેડ સિગ્નલ |
- બાઇનરી FSK: બે ફ્રિક્વન્સી f₁ અને f₂ વપરાય છે જે ફ્રિક્વન્સી ડેવિએશન દ્વારા અલગ પડે છે
- ફાયદો: ASK કરતાં વધુ સારી નોઇઝ ઇમ્યુનિટી
મ્નેમોનિક: “ફઆફાસ્ટ” - ફ્રીક્વન્સી આવર્તન ફરક સ્વર વચ્ચે બદલાય છે
પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]#
1010110110 ના ક્રમ માટે PSK મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ દોરો.
જવાબ:
1010110110 માટે BPSK મોડ્યુલેશન:
કોષ્ટક: BPSK મેપિંગ
| બિટ | ફેઝ | અર્થઘટન |
|---|---|---|
| 1 | 0° | કેરિયર સાથે ઇન-ફેઝ (પોઝિટીવ) |
| 0 | 180° | કેરિયરથી આઉટ-ઓફ-ફેઝ (નેગેટિવ) |
આકૃતિ:
graph TD
A[બિટ સ્ટ્રીમ 1010110110] --> B[ફેઝ મેપિંગ]
B --> C[1=0° ફેઝ]
B --> D[0=180° ફેઝ]
C --> E[મોડ્યુલેટેડ સિગ્નલ]
D --> E
- ફેઝ શિફ્ટ: દરેક બિટ બદલાવ પર 180° ફેરફાર
- સ્થિર એમ્પ્લિટ્યુડ: ASKથી વિપરીત, એમ્પ્લિટ્યુડ સ્થિર રહે છે
મ્નેમોનિક: “ફોફા” - ફેઝ વિરુદ્ધાર્થી બિટ જોડી માટે ફીચર આપે છે
પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]#
1100110101 ના ક્રમ માટે ASK અને FSK મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ દોરો.
જવાબ:
ઇનપુટ બિટ સિક્વન્સ: 1100110101
ASK મોડ્યુલેશન:
FSK મોડ્યુલેશન:
કોષ્ટક: 1100110101 સિક્વન્સ માટે તુલના
| બિટ પોઝિશન | બિટ વેલ્યુ | ASK રજૂઆત | FSK રજૂઆત |
|---|---|---|---|
| 1-2 | 11 | કેરિયર હાજર | ઉચ્ચ ફ્રિક્વન્સી |
| 3-4 | 00 | કેરિયર ગેરહાજર | નીચી ફ્રિક્વન્સી |
| 5-7 | 110 | કેરિયર હાજર/ગેરહાજર | ઉચ્ચ/નીચી ફ્રિક્વન્સી |
| 8-10 | 101 | કેરિયર હાજર/ગેરહાજર/હાજર | ઉચ્ચ/નીચી/ઉચ્ચ ફ્રિક્વન્સી |
- ASK મોડ્યુલેશન: સરળ ઓન-ઓફ કીઇંગ જ્યાં ‘1’ માટે કેરિયર હાજર અને ‘0’ માટે ગેરહાજર હોય છે
- FSK મોડ્યુલેશન: બિટ વેલ્યુના આધારે બે અલગ-અલગ મૂલ્યો વચ્ચે ફ્રિક્વન્સી શિફ્ટ થાય છે
મ્નેમોનિક: “એબફ્ફ” - એએસકે કેરિયર બંધ-ચાલુ કરે છે, જ્યારે ફ્રીક્વન્સી જોડી વચ્ચે FSK શિફ્ટ કરે છે
પ્રશ્ન 3(અ) OR [3 ગુણ]#
બ્લોક ડાયાગ્રામ અને આઉટપુટ વેવફોર્મ સાથે MSK મોડ્યુલેટરનું કાર્ય સમજાવો.
જવાબ:
MSK મોડ્યુલેટર બ્લોક ડાયાગ્રામ:
flowchart LR
A[ડિજિટલ ઇનપુટ] --> B[સીરિયલ ટુ પેરેલલ]
B --> C[ઈવન બિટ્સ]
B --> D[ઓડ બિટ્સ]
C --> E[કોસ મોડ્યુલેટર]
D --> F[સાઇન મોડ્યુલેટર]
G[90° ફેઝ શિફ્ટર] --> F
H[કેરિયર જનરેટર] --> E
H --> G
E --> I[કોમ્બાઇનર]
F --> I
I --> J[MSK આઉટપુટ]
વેવફોર્મ:
કોષ્ટક: MSK મોડ્યુલેશન પ્રક્રિયા
| લાક્ષણિકતા | વર્ણન |
|---|---|
| સિદ્ધાંત | સાઇન્યુસોઇડલ પલ્સ શેપિંગ સાથે OQPSKનો ખાસ કેસ |
| ફેઝ સાતત્ય | સરળ ફેઝ ટ્રાન્ઝિશન સુનિશ્ચિત કરે છે (અચાનક ફેઝ ફેરફાર નહીં) |
| ફ્રિક્વન્સી ડેવિએશન | કેરિયર ફ્રિક્વન્સીથી ±0.25 બિટ રેટ |
| બેન્ડવિડ્થ એફિશિયન્સી | પરંપરાગત FSK કરતાં વધારે સારી |
- ફેઝ સાતત્ય: મુખ્ય ફાયદો - FSKની તુલનામાં બેન્ડવિડ્થ ઘટાડે છે
- સ્થિર એન્વેલપ: નોન-લિનિયર એમ્પ્લિફિકેશન પ્રત્યે પ્રતિરોધક
મ્નેમોનિક: “એમસફ” - એમએસકે સતત ફેઝ શિફ્ટ્સ સુનિશ્ચિત કરે છે
પ્રશ્ન 3(બ) OR [4 ગુણ]#
8-PSK અને 16-QAM ના નક્ષત્ર રેખાકૃતિ દોરો.
જવાબ:
8-PSK કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ:
16-QAM કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ:
કોષ્ટક: કોન્સ્ટેલેશન ડાયાગ્રામ્સની તુલના
| પેરામીટર | 8-PSK | 16-QAM |
|---|---|---|
| સિમ્બોલ દીઠ બિટ્સ | 3 બિટ્સ | 4 બિટ્સ |
| સિમ્બોલ પોઝિશન્સ | વર્તુળ પર 8 પોઇન્ટ્સ | ગ્રિડમાં 16 પોઇન્ટ્સ |
| એમ્પ્લિટ્યુડ લેવલ્સ | 1 (સ્થિર) | 3 (વેરિએબલ) |
| ફેઝ એંગલ્સ | 8 ખૂણા (45° તફાવત) | 12 ખૂણા |
| એરર સેન્સિટિવિટી | મધ્યમ | 8-PSK કરતાં વધારે |
| સ્પેક્ટ્રલ એફિશિયન્સી | 3 બિટ્સ/Hz | 4 બિટ્સ/Hz |
- 8-PSK: સમાન એમ્પ્લિટ્યુડ સાથે વર્તુળની આસપાસ સમાન અંતરે પોઇન્ટ્સ
- 16-QAM: અલગ-અલગ એમ્પ્લિટ્યુડ અને ફેઝ સાથે ચોરસ ગ્રિડમાં પોઇન્ટ્સ ગોઠવાયેલા હોય છે
મ્નેમોનિક: “સીપા” - કોન્સ્ટેલેશન પોઇન્ટ્સ PSKમાં સમાન એમ્પ્લિટ્યુડ પરંતુ અલગ ફેઝ ધરાવે છે, QAMમાં એમ્પ્લિટ્યુડ અને ફેઝ બંને ફેરફાર ધરાવે છે
પ્રશ્ન 3(ક) OR [7 ગુણ]#
1010101011 માટે BPSK અને QPSK મોડ્યુલેશન વેવફોર્મ દોરો.
જવાબ:
ઇનપુટ બિટ સિક્વન્સ: 1010101011
BPSK મોડ્યુલેશન:
QPSK મોડ્યુલેશન (બિટ્સ ગ્રુપિંગ: 10,10,10,10,11):
કોષ્ટક: 1010101011 માટે BPSK અને QPSK ની તુલના
| લાક્ષણિકતા | BPSK | QPSK |
|---|---|---|
| સિમ્બોલ દીઠ બિટ્સ | 1 | 2 |
| સિમ્બોલની સંખ્યા | 10 | 5 |
| સિમ્બોલ રેટ | બિટ રેટ જેટલો જ | બિટ રેટનો અર્ધો |
| બેન્ડવિડ્થ એફિશિયન્સી | 1 બિટ/Hz | 2 બિટ્સ/Hz |
| ફેઝ સ્ટેટ્સ | 2 (0°, 180°) | 4 (45°, 135°, 225°, 315°) |
- BPSK: દરેક બિટ 180° ફેઝ શિફ્ટ લાવી શકે છે
- QPSK: એક સાથે બે બિટ પ્રોસેસ કરે છે, ચાર ફેઝ સ્ટેટ્સ વાપરે છે
મ્નેમોનિક: “બીક્ય્સસ” - બીપીએસકે 1 બિટ લે છે જ્યારે ક્યુપીએસકે 2 બિટ લે છે, જેનાથી સ્પેક્ટ્રલ સક્ષમતા બમણી થાય છે
પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]#
નીચેના સંભવિત ક્રમ માટે શેનોન ફેનો કોડનો ઉપયોગ કરીને ડેટાને એન્કોડ કરો. P = { 0.30, 0.25, 0.20, 0.12, 0.08, 0.05}
જવાબ:
કોષ્ટક: શેનન-ફેનો કોડિંગ પ્રક્રિયા
| સિમ્બોલ | પ્રોબેબિલિટી | ડિવિઝન સ્ટેપ્સ | શેનન-ફેનો કોડ |
|---|---|---|---|
| A | 0.30 | ટોપ ગ્રુપ | 0 |
| B | 0.25 | ટોપ ગ્રુપ | 10 |
| C | 0.20 | બોટમ ગ્રુપ | 110 |
| D | 0.12 | બોટમ ગ્રુપ | 1110 |
| E | 0.08 | બોટમ ગ્રુપ | 1111 0 |
| F | 0.05 | બોટમ ગ્રુપ | 1111 1 |
આકૃતિ:
graph TD
A[સિમ્બોલ્સ] --> B[A:0.30, B:0.25, C:0.20, D:0.12, E:0.08, F:0.05]
B --> C[A:0.30, B:0.25]
B --> D[C:0.20, D:0.12, E:0.08, F:0.05]
C --> E[A:0.30]
C --> F[B:0.25]
D --> G[C:0.20, D:0.12]
D --> H[E:0.08, F:0.05]
G --> I[C:0.20]
G --> J[D:0.12]
H --> K[E:0.08]
H --> L[F:0.05]
E --> M[કોડ: 0]
F --> N[કોડ: 10]
I --> O[કોડ: 110]
J --> P[કોડ: 1110]
K --> Q[કોડ: 11110]
L --> R[કોડ: 11111]
- શેનન-ફેનો એલ્ગોરિધમ: લગભગ સમાન પ્રોબેબિલિટી ધરાવતા બે જૂથોમાં રિકર્સિવલી સિમ્બોલ્સને વિભાજિત કરે છે
- કોડ એફિશિયન્સી: હંમેશા શ્રેષ્ઠ ન હોય શકે પરંતુ સામાન્ય રીતે સારું કોમ્પ્રેશન
મ્નેમોનિક: “સપઆઅ” - સંભાવના પ્રમાણે અંકો આવૃત્તિ આધારિત ફાળવાય છે
પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]#
હેમિંગ કોડ સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: હેમિંગ કોડના ગુણધર્મો
| ગુણધર્મ | વર્ણન |
|---|---|
| પ્રકાર | લિનિયર એરર-કરેક્ટિંગ કોડ |
| એરર ડિટેક્શન | 2 બિટ સુધીની ભૂલ શોધી શકે છે |
| એરર કરેક્શન | સિંગલ બિટ ભૂલોને સુધારી શકે છે |
| પેરિટી બિટ્સ (r) | n ડેટા બિટ્સ માટે: 2^r ≥ n + r + 1 |
| કોડ સ્ટ્રક્ચર | સિસ્ટેમેટિક: મેસેજ બિટ્સ + પેરિટી બિટ્સ |
| પેરિટી બિટ્સની પોઝિશન | 2ની ઘાત: પોઝિશન 1, 2, 4, 8, 16… |
આકૃતિ:
graph TD
A[હેમિંગ કોડ] --> B[પેરિટી બિટ્સ]
A --> C[ડેટા બિટ્સ]
B --> D[પોઝિશન 1]
B --> E[પોઝિશન 2]
B --> F[પોઝિશન 4]
B --> G[પોઝિશન 8]
A --> H[ઉદાહરણ: હેમિંગ(7,4)]
H --> I[4 ડેટા બિટ્સ + 3 પેરિટી બિટ્સ]
- એનકોડિંગ: ચોક્કસ બિટ પોઝિશન્સ પર ઇવન/ઓડ પેરિટી સુનિશ્ચિત કરવા માટે પેરિટી બિટ્સની ગણતરી
- ડિકોડિંગ: ભૂલની પોઝિશન નક્કી કરવા માટે સિન્ડ્રોમની ગણતરી
મ્નેમોનિક: “સાપો” - સત્તાની ઘાત પોઝિશનમાં પેરિટી બિટ સિસ્ટેમેટિક રીતે ભૂલ સુધાર ઓળખે
પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]#
TDMA અને FDMA ની સરખામણી કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: TDMA અને FDMA ની તુલના
| પેરામીટર | TDMA | FDMA |
|---|---|---|
| મૂળ સિદ્ધાંત | સમયને સ્લોટ્સમાં વિભાજિત કરે છે | ફ્રિક્વન્સીને ચેનલ્સમાં વિભાજિત કરે છે |
| રિસોર્સ ફાળવણી | દરેક વપરાશકર્તાને ટૂંકા સમય માટે સંપૂર્ણ બેન્ડવિડ્થ મળે છે | દરેક વપરાશકર્તાને સંપૂર્ણ સમય માટે સાંકડી બેન્ડવિડ્થ મળે છે |
| ગાર્ડ ટાઇમ/બેન્ડ | સ્લોટ્સ વચ્ચે ગાર્ડ ટાઇમની જરૂર પડે છે | ચેનલ્સ વચ્ચે ગાર્ડ બેન્ડની જરૂર પડે છે |
| સિન્ક્રોનાઇઝેશન | અત્યંત મહત્વપૂર્ણ (ટાઇમિંગ-આધારિત) | જરૂરી નથી (ફ્રિક્વન્સી સેપરેશન) |
| એફિશિયન્સી | બર્સ્ટી ડેટા માટે વધુ સારી | સતત ડેટા માટે વધુ સારી |
| ઇન્ટરફેરન્સ | ઇન્ટરફેરન્સને ઓછો અસરગ્રસ્ત | એડજેસન્ટ ચેનલ ઇન્ટરફેરન્સથી વધુ અસરગ્રસ્ત |
| હાર્ડવેર જટિલતા | જટિલ (બફરિંગ, સિન્ક્રોનાઇઝેશનની જરૂર) | સરળ (ફિક્સ્ડ ફિલ્ટર્સ) |
| પાવર કન્ઝમ્પશન | ઓછો (ટ્રાન્સમિટર ફક્ત ટાઇમ સ્લોટ દરમિયાન ચાલુ) | વધારે (સતત ટ્રાન્સમિશન) |
| ક્ષમતા | ટાઇમ સ્લોટ્સ ઉમેરીને સરળતાથી વિસ્તૃત કરી શકાય | ઉપલબ્ધ સ્પેક્ટ્રમથી મર્યાદિત |
| ઉપયોગો | GSM, DECT કોર્ડલેસ ફોન | એનાલોગ સેલ્યુલર, સેટેલાઇટ સિસ્ટમ્સ |
આકૃતિ:
graph TD
subgraph TDMA
A[ટાઇમ સ્લોટ્સ] --> A1[યુઝર 1]
A --> A2[યુઝર 2]
A --> A3[યુઝર 3]
A --> A4[ગાર્ડ ટાઇમ]
end
subgraph FDMA
B[ફ્રિક્વન્સી બેન્ડ્સ] --> B1[યુઝર 1]
B --> B2[યુઝર 2]
B --> B3[યુઝર 3]
B --> B4[ગાર્ડ બેન્ડ્સ]
end
- સિસ્ટમ ફ્લેક્સિબિલિટી: TDMA ગતિશીલ રીતે સ્લોટ્સ ફાળવી શકે છે, FDMA ફિક્સ્ડ એલોકેશન છે
- અમલીકરણ: TDMA માટે ડિજિટલ ટેકનોલોજીની જરૂર પડે છે, FDMA એનાલોગ/ડિજિટલ સાથે કામ કરે છે
મ્નેમોનિક: “સમયઆ” - સમયના અંતરાલોને ટીડીએમએ વિભાજિત કરે છે, ફ્રિક્વન્સીના રેન્જને એફડીએમએ વિભાજિત કરે છે
પ્રશ્ન 4(અ) OR [3 ગુણ]#
નીચેના સંભવિત ક્રમ માટે હફમેન કોડનો ઉપયોગ કરીને ડેટાને એન્કોડ કરો. P = { 0.4, 0.19, 0.16, 0.15, 0.1}
જવાબ:
કોષ્ટક: હફમેન કોડિંગ પ્રક્રિયા
| સિમ્બોલ | પ્રોબેબિલિટી | હફમેન કોડ |
|---|---|---|
| A | 0.40 | 0 |
| B | 0.19 | 10 |
| C | 0.16 | 110 |
| D | 0.15 | 111 |
| E | 0.10 | 110 |
આકૃતિ:
graph TD
Z[રૂટ: 1.0] --> A[A: 0.4]
Z --> Y[0.6]
Y --> B[B: 0.19]
Y --> X[0.41]
X --> C[C: 0.16]
X --> W[0.25]
W --> D[D: 0.15]
W --> E[E: 0.1]
A -- 0 --> AA[કોડ: 0]
B -- 1 --> BB[કોડ: 10]
C -- 0 --> CC[કોડ: 110]
D -- 0 --> DD[કોડ: 1110]
E -- 1 --> EE[કોડ: 1111]
- હફમેન એલ્ગોરિધમ: ઓછામાં ઓછી સંભાવના ધરાવતા સિમ્બોલ્સથી શરૂઆત કરીને, નીચેથી ઉપર બાઇનરી ટ્રી બનાવે છે
- ઓપ્ટિમાલિટી: મિનિમલ એવરેજ કોડ લેન્થ આપે છે
મ્નેમોનિક: “હઆસ” - હફમેન ઉચ્ચ આવૃત્તિના સંકેતો માટે ટૂંકા કોડ બનાવે છે
પ્રશ્ન 4(બ) OR [4 ગુણ]#
SNR અને સંચારમાં તેના મહત્વના સંદર્ભમાં ચેનલ ક્ષમતાને વ્યાખ્યાયિત કરો.
જવાબ:
શેનનનું ચેનલ ક્ષમતા ફોર્મ્યુલા:
C = B × log₂(1 + SNR)
જ્યાં:
- C = ચેનલ ક્ષમતા બિટ્સ પ્રતિ સેકન્ડમાં
- B = બેન્ડવિડ્થ Hz માં
- SNR = સિગ્નલ-ટુ-નોઇઝ રેશિયો
કોષ્ટક: ચેનલ ક્ષમતાની લાક્ષણિકતાઓ
| પાસું | વર્ણન | મહત્વ |
|---|---|---|
| વ્યાખ્યા | શક્ય એરર-ફ્રી ડેટા રેટનું મહત્તમ મૂલ્ય | મૂળભૂત સીમાઓ નક્કી કરે છે |
| SNR પર આધાર | SNR સાથે લોગેરિધમિક રીતે વધે છે | પાવરના ઘટતા વળતરો દર્શાવે છે |
| બેન્ડવિડ્થ પર આધાર | બેન્ડવિડ્થ સાથે લિનિયર રીતે વધે છે | સ્પેક્ટ્રમનું મૂલ્ય દર્શાવે છે |
| થિયોરેટિકલ બાઉન્ડ | કોઈપણ કોડિંગ સાથે શેનન લિમિટને વટાવી શકાતી નથી | સિસ્ટમ ડિઝાઇનને માર્ગદર્શન આપે છે |
આકૃતિ:
graph LR
A[ચેનલ ક્ષમતા] --> B[બેન્ડવિડ્થ B]
A --> C[સિગ્નલ-ટુ-નોઇઝ રેશિયો]
B --> D[C = B × log₂(1 + SNR)]
C --> D
D --> E[થિયોરેટિકલ માક્સિમમ]
E --> F[એરર-ફ્રી કોમ્યુનિકેશન]
- શેનન-હાર્ટલી થિયરમ: ડેટા ટ્રાન્સફર રેટની થિયોરેટિકલ મહત્તમ મર્યાદા સ્થાપિત કરે છે
- એરર પ્રોબેબિલિટી: જો ડેટા રેટ < ચેનલ ક્ષમતા હોય તો મનસ્વી રીતે નાની બનાવી શકાય છે
મ્નેમોનિક: “શનબ” - શેનન ક્ષમતા નોઇઝ રેશિયો અને બેન્ડવિડ્થ પર આધાર રાખે છે
પ્રશ્ન 4(ક) OR [7 ગુણ]#
FDMA ટેકનિકને વિગતવાર સમજાવો.
જવાબ:
FDMA (ફ્રિક્વન્સી ડિવિઝન મલ્ટિપલ એક્સેસ)
કોષ્ટક: FDMA સિસ્ટમની લાક્ષણિકતાઓ
| પાસું | વર્ણન | મહત્વ |
|---|---|---|
| મૂળ સિદ્ધાંત | ઉપલબ્ધ સ્પેક્ટ્રમને ચેનલોમાં વિભાજિત કરે છે | અનેક સમકાલીન વપરાશકર્તાઓને સક્ષમ બનાવે છે |
| ચેનલ ફાળવણી | દરેક વપરાશકર્તા માટે ફિક્સ્ડ ફ્રિક્વન્સી બેન્ડ | હાર્ડવેર ડિઝાઇનને સરળ બનાવે છે |
| ગાર્ડ બેન્ડ્સ | ચેનલો વચ્ચે ફ્રિક્વન્સી સેપરેશન | એડજેસન્ટ ચેનલ ઇન્ટરફેરન્સને અટકાવે છે |
| ડુપ્લેક્સિંગ | ઘણીવાર FDD (સેપરેટ Tx/Rx બેન્ડ્સ) સાથે જોડાયેલું | સમકાલીન બે-માર્ગી સંચારને સક્ષમ બનાવે છે |
| બેન્ડવિડ્થ ઉપયોગ | દરેક ચેનલ ફિક્સ્ડ બેન્ડવિડ્થ ધરાવે છે | બર્સ્ટી ડેટા માટે સંભવિત રીતે અકાર્યક્ષમ |
| ઇન્ટરમોડ્યુલેશન | મલ્ટિપલ કેરિયર્સના પ્રોડક્ટ્સ | કાળજીપૂર્વક પાવર એમ્પ્લિફાયર ડિઝાઇનની જરૂર |
આકૃતિ:
graph TD
A[ઉપલબ્ધ સ્પેક્ટ્રમ] --> B[ગાર્ડ બેન્ડ]
A --> C[યુઝર 1 ચેનલ]
A --> D[ગાર્ડ બેન્ડ]
A --> E[યુઝર 2 ચેનલ]
A --> F[ગાર્ડ બેન્ડ]
A --> G[યુઝર 3 ચેનલ]
A --> H[ગાર્ડ બેન્ડ]
A --> I[યુઝર 4 ચેનલ]
FDMA અમલીકરણ:
- અમલીકરણ: બેન્ડપાસ ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ કરીને તુલનાત્મક રીતે સરળ
- ફાયદા: સિન્ક્રોનાઇઝેશનની જરૂર નથી, સતત ટ્રાન્સમિશન
- ગેરફાયદા: સ્પેક્ટ્રમ અકાર્યક્ષમતા, મર્યાદિત ફ્લેક્સિબિલિટી
મ્નેમોનિક: “ફગવચ” - ફ્રિક્વન્સી ડિવિઝન ગાર્ડ બેન્ડ સાથે વિભિન્ન ચેનલો બનાવે છે
પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]#
TDMA એક્સેસ ટેકનિક સમજાવો.
જવાબ:
TDMA (ટાઇમ ડિવિઝન મલ્ટિપલ એક્સેસ)
કોષ્ટક: TDMA મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ
| લાક્ષણિકતા | વર્ણન |
|---|---|
| મૂળ સિદ્ધાંત | સમયને ફ્રેમ્સ અને સ્લોટ્સમાં વિભાજિત કરે છે |
| રિસોર્સ શેરિંગ | દરેક યુઝરને ચોક્કસ ટાઇમ સ્લોટ ફાળવવામાં આવે છે |
| ગાર્ડ ટાઇમ | સ્લોટ્સ વચ્ચે નાનું સમય અંતર |
| ફ્રેમ સ્ટ્રક્ચર | અનેક સ્લોટ્સ મળીને સંપૂર્ણ ફ્રેમ બનાવે છે |
| સિન્ક્રોનાઇઝેશન | બધા વપરાશકર્તાઓ માટે ટાઇમિંગ રેફરન્સની જરૂર |
આકૃતિ:
graph LR
A[TDMA ફ્રેમ] --> B[સ્લોટ 1 - યુઝર 1]
A --> C[સ્લોટ 2 - યુઝર 2]
A --> D[સ્લોટ 3 - યુઝર 3]
A --> E[સ્લોટ 4 - યુઝર 4]
A --> F[સ્લોટ 5 - યુઝર 5]
A --> G[સ્લોટ 6 - યુઝર 6]
- ડિજિટલ અમલીકરણ: એનાલોગ સિગ્નલ્સ માટે ADC/DAC ની જરૂર
- બર્સ્ટ ટ્રાન્સમિશન: વપરાશકર્તાઓ ફક્ત ફાળવેલા સ્લોટ્સમાં જ ટ્રાન્સમિટ કરે છે
મ્નેમોનિક: “ટેદવ” - ટાઇમ સ્લોટ્સ દરેક વપરાશકર્તા માટે અલગથી વ્યવસ્થિત
પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]#
E1 કેરીયર સિસ્ટમ સમજાવો.
જવાબ:
E1 કેરીયર સિસ્ટમ
કોષ્ટક: E1 કેરીયર સિસ્ટમ સ્પેસિફિકેશન્સ
| પેરામીટર | સ્પેસિફિકેશન | વિગતો |
|---|---|---|
| કુલ બિટ રેટ | 2.048 Mbps | યુરોપિયન સ્ટાન્ડર્ડ |
| ચેનલોની સંખ્યા | 32 ટાઇમ સ્લોટ્સ (0-31) | 30 વોઇસ + 2 કંટ્રોલ |
| વોઇસ ચેનલ્સ | ટાઇમ સ્લોટ્સ 1-15, 17-31 | દરેક 64 kbps |
| સિગ્નલિંગ ચેનલ | ટાઇમ સ્લોટ 16 | ચેનલ સિગ્નલિંગ માટે |
| ફ્રેમ એલાઇનમેન્ટ | ટાઇમ સ્લોટ 0 | સિન્ક્રોનાઇઝેશન |
| ફ્રેમ અવધિ | 125 μs | 8000 ફ્રેમ્સ પ્રતિ સેકન્ડ |
| સેમ્પલિંગ રેટ | 8 kHz | નાયક્વિસ્ટ થિયરમને અનુસરે છે |
આકૃતિ:
graph TD
A[E1 ફ્રેમ - 2.048 Mbps] --> B[TS0: ફ્રેમિંગ]
A --> C[TS1-15: વોઇસ ચેનલ્સ]
A --> D[TS16: સિગ્નલિંગ]
A --> E[TS17-31: વોઇસ ચેનલ્સ]
B --> F[ફ્રેમ એલાઇનમેન્ટ સિગ્નલ]
D --> G[ચેનલ એસોસિએટેડ સિગ્નલિંગ]
- મલ્ટિપ્લેક્સિંગ ટેકનિક: TDM (ટાઇમ ડિવિઝન મલ્ટિપ્લેક્સિંગ)
- PCM એનકોડિંગ: 8 kHz સેમ્પલિંગ રેટ પર 8-બિટ સેમ્પલ્સ
મ્નેમોનિક: “ઈ132” - E1 માં 32 ટાઇમ સ્લોટ્સ 2.048 Mbps સાથે
પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]#
ડિજિટલ ટેલિફોન એક્સચેન્જના બ્લોક ડાયાગ્રામ, હાર્ડવેર સબ સિસ્ટમના એલીમેન્ટ સમજાવો.
જવાબ:
ડિજિટલ ટેલિફોન એક્સચેન્જ બ્લોક ડાયાગ્રામ
flowchart TD
A[ડિજિટલ ટેલિફોન એક્સચેન્જ] --> B[DLU: ડિજિટલ લાઇન યુનિટ]
A --> C[LTG: લાઇન/ટ્રંક ગ્રુપ]
A --> D[SN: સ્વિચિંગ નેટવર્ક]
A --> E[CP: સેન્ટ્રલ પ્રોસેસર]
B --> F[સબસ્ક્રાઇબર્સ માટે ઇન્ટરફેસ]
C --> G[ટ્રંક્સ માટે ઇન્ટરફેસ]
D --> H[ડિજિટલ સ્વિચિંગ]
E --> I[સિસ્ટમ કંટ્રોલ]
કોષ્ટક: ડિજિટલ ટેલિફોન એક્સચેન્જના હાર્ડવેર સબસિસ્ટમ્સ
| સબસિસ્ટમ | કાર્ય | મુખ્ય ઘટકો |
|---|---|---|
| DLU (ડિજિટલ લાઇન યુનિટ) | સબસ્ક્રાઇબર લાઇન્સ અને એક્સચેન્જ વચ્ચે ઇન્ટરફેસ | લાઇન કાર્ડ્સ, CODEC, SLIC, PCM કન્વર્ઝન |
| LTG (લાઇન/ટ્રંક ગ્રુપ) | ટ્રંક લાઇન્સ સંભાળે છે, અન્ય એક્સચેન્જ સાથે ઇન્ટરફેસ | ટ્રંક કાર્ડ્સ, સિગ્નલિંગ યુનિટ્સ, ઇકો કેન્સેલર્સ |
| SN (સ્વિચિંગ નેટવર્ક) | પોર્ટ્સ વચ્ચે કોલ્સ રૂટ કરે છે, કનેક્ટિવિટી પ્રદાન કરે છે | ટાઇમ/સ્પેસ સ્વિચ, કનેક્શન મેમોરી, કંટ્રોલ લોજિક |
| CP (સેન્ટ્રલ પ્રોસેસર) | સમગ્ર સિસ્ટમ ઓપરેશન નિયંત્રિત કરે છે | મુખ્ય પ્રોસેસર, મેમોરી, ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ, ડેટાબેઝ |
| પેરિફેરલ્સ | સપોર્ટિંગ ફંક્શન્સ | પાવર સપ્લાય, અલાર્મ સિસ્ટમ્સ, મેઇન્ટેનન્સ ટર્મિનલ્સ |
હાર્ડવેર એલિમેન્ટ્સ વિગતો:
- DLU: એનાલોગ વોઇસને 64 kbps PCM માં કન્વર્ટ કરે છે, લાઇન સિગ્નલિંગ સંભાળે છે
- LTG: E1/T1 ટ્રંક્સ મેનેજ કરે છે, SS7 જેવા પ્રોટોકોલ્સ અમલમાં મૂકે છે
- SN: સામાન્ય રીતે ટાઇમ-ડિવિઝન સ્વિચિંગ ફેબ્રિક, નોન-બ્લોકિંગ આર્કિટેક્ચર
- CP: કોલ પ્રોસેસિંગ, બિલિંગ, મેઇન્ટેનન્સ, એડમિનિસ્ટ્રેટિવ ફંક્શન્સ
મ્નેમોનિક: “ડલસપ્ર” - ડીએલયુ સબસ્ક્રાઇબર્સ જોડે છે, લાઇન ટ્રંક ગ્રુપ ટ્રંક્સ જોડે છે, સ્વિચિંગ નેટવર્ક કોલ્સ સ્વિચ કરે છે, પ્રોસેસર બધું નિયંત્રિત કરે છે
પ્રશ્ન 5(અ) OR [3 ગુણ]#
TDM અને FDM ની સરખામણી કરો.
જવાબ:
કોષ્ટક: TDM અને FDM ની તુલના
| પેરામીટર | TDM | FDM |
|---|---|---|
| ડોમેન ડિવિઝન | સમય | ફ્રિક્વન્સી |
| ચેનલ સેપરેશન | ગાર્ડ ટાઇમ | ગાર્ડ બેન્ડ્સ |
| મલ્ટિપ્લેક્સિંગ પ્રક્રિયા | ક્રમિક ટાઇમ સ્લોટ્સ | સમાંતર ફ્રિક્વન્સી બેન્ડ્સ |
| અમલીકરણ | ડિજિટલ (મુખ્યત્વે) | એનાલોગ અથવા ડિજિટલ |
| ક્રોસટોક | સામાન્ય રીતે ઓછું | વધુ સંવેદનશીલ |
| સિન્ક્રોનાઇઝેશન | અત્યંત મહત્વપૂર્ણ | જરૂરી નથી |
આકૃતિ:
- બેન્ડવિડ્થ ઉપયોગ: ડિજિટલ માટે TDM વધુ કાર્યક્ષમ, એનાલોગ માટે FDM વધુ સારું
- સિસ્ટમ જટિલતા: TDM ને ચોક્કસ ટાઇમિંગની જરૂર પડે છે, FDM ને ચોક્કસ ફિલ્ટર્સની જરૂર પડે છે
મ્નેમોનિક: “ટફવિ” - ટાઇમ અને ફ્રિક્વન્સી વિભાજન સિસ્ટમ્સ અલગ-અલગ ડોમેન વિભાજિત કરે છે
પ્રશ્ન 5(બ) OR [4 ગુણ]#
T1 મલ્ટિપ્લેક્સિંગ હાયરાર્કી દોરો અને સમજાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: T1 મલ્ટિપ્લેક્સિંગ હાયરાર્કી
| લેવલ | ડેઝિગ્નેશન | ડેટા રેટ | વોઇસ ચેનલોની સંખ્યા | મલ્ટિપ્લેક્સિંગ |
|---|---|---|---|---|
| T1 | DS1 | 1.544 Mbps | 24 | 24 DS0 (64 kbps) |
| T2 | DS2 | 6.312 Mbps | 96 | 4 DS1 |
| T3 | DS3 | 44.736 Mbps | 672 | 7 DS2 |
| T4 | DS4 | 274.176 Mbps | 4032 | 6 DS3 |
આકૃતિ:
graph TD
A[વ્યક્તિગત વોઇસ ચેનલ્સ - DS0 64 kbps] --> B[T1/DS1 - 1.544 Mbps]
B --> C[T2/DS2 - 6.312 Mbps]
C --> D[T3/DS3 - 44.736 Mbps]
D --> E[T4/DS4 - 274.176 Mbps]
T1 ફ્રેમ સ્ટ્રક્ચર:
- T1 ફ્રેમ ફોર્મેટ: 193 બિટ્સ (24 ચેનલ્સ × 8 બિટ્સ + 1 ફ્રેમિંગ બિટ)
- ફ્રેમ અવધિ: 125 μs (8000 ફ્રેમ્સ પ્રતિ સેકન્ડ)
મ્નેમોનિક: “ટીચાર” - ટી1, ટી2, ટી3, ટી4 મલ્ટિપ્લેક્સિંગના ચાર સ્તરોની હાયરાર્કી બનાવે છે
પ્રશ્ન 5(ક) OR [7 ગુણ]#
IoT ના લક્ષણો, લાક્ષણિકતાઓ, ફાયદા અને ગેરફાયદાની સૂચિ બનાવો.
જવાબ:
કોષ્ટક: ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ (IoT) ઓવરવ્યુ
| શ્રેણી | મુખ્ય મુદ્દાઓ |
|---|---|
| લક્ષણો | ડિવાઇસ કનેક્ટિવિટી, સેન્સર ઇન્ટિગ્રેશન, ઓટોમેટેડ કંટ્રોલ, ડેટા એનાલિટિક્સ, રિમોટ મોનિટરિંગ |
| લાક્ષણિકતાઓ | લો પાવર કન્ઝમ્પશન, સ્મોલ ફોર્મ ફેક્ટર, વાયરલેસ કોમ્યુનિકેશન, રિયલ-ટાઇમ ડેટા પ્રોસેસિંગ, સ્કેલેબિલિટી |
| ફાયદા | બહેતર કાર્યક્ષમતા, ડેટા-ડ્રિવન નિર્ણયો, રિમોટ મેનેજમેન્ટ, પ્રિડિક્ટિવ મેઇન્ટેનન્સ, રિસોર્સ ઓપ્ટિમાઇઝેશન |
| ગેરફાયદા | સિક્યોરિટી વલ્નરેબિલિટીઝ, પ્રાઇવસી સંબંધિત ચિંતાઓ, ઇન્ટરઓપરેબિલિટી સમસ્યાઓ, અમલીકરણ જટિલતા, પાવર બંધનો |
IoT ના લક્ષણો:
graph TD
A[IoT લક્ષણો] --> B[કનેક્ટિવિટી]
A --> C[ઇન્ટેલિજન્સ]
A --> D[સેન્સિંગ]
A --> E[ઓટોમેશન]
A --> F[ક્લાઉડ ઇન્ટિગ્રેશન]
A --> G[ડેટા એનાલિટિક્સ]
ફાયદા અને ગેરફાયદા:
લાક્ષણિકતા વિગતો:
- ઇન્ટરકનેક્ટિવિટી: કોઈપણ વસ્તુને વૈશ્વિક માહિતી અને સંચાર ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર સાથે જોડી શકાય છે
- થિંગ-સંબંધિત સેવાઓ: IoT પ્રાઇવસી પ્રોટેક્શન જેવી થિંગ-સંબંધિત સેવાઓ પ્રદાન કરે છે
- હેટરોજેનિટી: ડિવાઇસિસ અલગ-અલગ હાર્ડવેર/સોફ્ટવેર પ્લેટફોર્મ પર આધારિત
- ડાયનેમિક ચેન્જીસ: ડિવાઇસ સ્ટેટ્સ ડાયનેમિકલી બદલાય છે (કનેક્ટિંગ/ડિસકનેક્ટિંગ, સ્લીપિંગ/વેકિંગ)
- વિશાળ સ્કેલ: મેનેજમેન્ટની જરૂર પડતા ડિવાઇસની સંખ્યા પરંપરાગત ઇન્ટરનેટ કનેક્ટેડ ડિવાઇસોથી વધુ છે
મ્નેમોનિક: “કઓસેડ” - કનેક્ટિવિટી, ઓટોમેશન, સેન્સિંગ, કાર્યક્ષમતા, ડેટા એનાલિટિક્સ - IoTના મુખ્ય લક્ષણો