15년 1회차

옳지 않은 것은 포락선검파기가 동기검파기보다 출력 S/N이 우수해서 주로 쓴다는 설명이다.

포락선검파기는 S/N이 동기검파와 같거나 오히려 나쁘며(특히 저 S/N에서 문턱 효과), 주로 쓰는 이유는 반송파 복구가 필요 없어 구조가 간단하고 저렴하기 때문이다.

• 반송파가 포함된 DSB-LC는 포락선검파로 복조할 수 있다는 설명은 옳다.
• 같은 평균 전송전력이면 DSB-SC와 SSB-SC의 동기검파 출력 S/N이 같다는 설명은 옳다.
• VSB는 잔류 측파대만큼 SSB보다 대역폭이 넓다는 설명은 옳다.

수신신호 크기가 불규칙하게 변하는 것은 페이딩 때문이다.

다중경로로 들어온 신호들이 서로 다른 위상으로 합쳐지거나 지형지물에 가려지면서 수신 세기가 시간·위치에 따라 불규칙하게 오르내리는 현상이 페이딩이다.

• 경로손실은 거리에 따라 평균 세기가 일정하게 줄어드는 현상이다.
• 백색잡음은 신호에 더해지는 잡음일 뿐 신호 크기 자체의 변동이 아니다.
• 다이버시티는 페이딩에 대처하는 기법이다.

옳지 않은 것은 LEO가 GEO보다 도플러 효과 영향이 거의 없다는 설명이다.

저궤도 위성은 지상에서 볼 때 빠르게 움직이므로 도플러 효과가 크다. 지상에 대해 정지해 보이는 GEO가 오히려 도플러 영향이 거의 없다.

• 가시시간이 짧아 위성 간 핸드오버가 필요하다는 설명은 옳다.
• 고도가 낮아 지연시간이 정지궤도보다 짧다는 설명은 옳다.
• 수백~2,000 km 정도 고도에서 운용된다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 위성통신이 셀룰러 통신보다 지연시간이 짧다는 설명이다.

위성통신은 수만 km 상공을 오가므로 지상 기지국을 쓰는 셀룰러보다 지연시간이 훨씬 길다.

• 넓은 지역의 여러 지구국이 동시에 정보를 주고받기 쉽다는 설명은 옳다.
• 지구국만 옮기면 어디서나 빨리 회선을 설정할 수 있다는 설명은 옳다.
• 서비스 범위 안에서는 거리와 무관하게 비용이 같아 원거리 통신에 경제적이라는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 채널 변화가 적어 유선보다 안정적이라는 설명이다.

이동통신 채널은 단말 이동과 다중경로 때문에 시간에 따라 크게 변하는 페이딩 채널이어서 유선보다 불안정하다.

• 다중경로에 따른 페이딩 특성을 가진다는 설명은 옳다.
• 도플러 확산이 클수록 채널이 빠르게 변한다는 설명은 옳다.
• 다이버시티로 성능을 개선할 수 있다는 설명은 옳다.

탐지거리는 30 km, 상대속도는 300 m/s이다.

그림에서 $\tau$는 송신 펄스가 돌아오기까지의 왕복 지연이고 $T$는 펄스 반복 주기다. 거리는 $R=\dfrac{c\tau}{2}$로 구한다.

$R=\dfrac{3\times10^8\times200\times10^{-6}}{2}=3\times10^4\,\mathrm{m}=30\,\mathrm{km}$

레이더 도플러는 $f_d=\dfrac{2v}{\lambda}$이므로 $\lambda=\dfrac{3\times10^8}{1.5\times10^9}=0.2\,\mathrm{m}$, $v=\dfrac{f_d\lambda}{2}=\dfrac{3000\times0.2}{2}=300\,\mathrm{m/s}$이다. 2로 나누지 않으면 60 km·600 m/s가 된다.

옳지 않은 것은 보는 각도가 달라도 같은 거리의 같은 표적이면 반사 전력이 같다는 설명이다.

표적의 레이더 반사 단면적(RCS)은 표적의 모양과 바라보는 각도에 따라 크게 달라진다. 그래서 같은 표적도 방향에 따라 반사 전력이 다르다.

• 전자기파 반사로 방향·위치·속도 정보를 얻는다는 설명은 옳다.
• RCS가 클수록 반사 전력이 많다는 설명은 옳다.
• 도플러 천이로 상대운동속도를 알 수 있다는 설명은 옳다.

변조지수는 0.5이다.

그림에서 포락선의 최댓값은 $A_{max}=3\,\mathrm{V}$, 최솟값은 $A_{min}=1\,\mathrm{V}$이다. 변조지수는 $m=\dfrac{A_{max}-A_{min}}{A_{max}+A_{min}}$이다.

$m=\dfrac{3-1}{3+1}=\dfrac{2}{4}=0.5$

배정할 수 있는 부호는 [-1 +1 +1 -1 +1 +1]이다.

두 부호가 직교하려면 같은 위치끼리 곱해 더한 내적이 0이어야 한다. 기존 부호를 $c=[-1,+1,-1,+1,-1,+1]$이라 한다.

$c\cdot[-1,+1,+1,-1,+1,+1]=1+1-1-1-1+1=0$

• [-1 -1 +1 +1 -1 +1]과의 내적은 $1-1-1+1+1+1=2$로 직교하지 않는다.
• [+1 -1 +1 +1 +1 +1]과의 내적은 $-1-1-1+1-1+1=-2$로 직교하지 않는다.
• [+1 +1 -1 +1 -1 -1]과의 내적은 $-1+1+1+1+1-1=2$로 직교하지 않는다.

16-QAM의 한 심벌은 4비트이다.

M진 변조에서 심벌당 비트 수는 $\log_2M$이다.

$\log_216=4$

2비트는 QPSK(4진), 6비트는 64-QAM, 8비트는 256-QAM의 심벌당 비트 수다.

옳지 않은 것은 PAPR이 작아 증폭기 전력 효율이 높다는 설명이다.

OFDM은 많은 부반송파가 겹쳐 더해지므로 순간 피크가 커서 PAPR이 크다. 그래서 선형 영역이 넓은 증폭기가 필요해 전력 효율이 낮아지는 것이 단점이다.

• 부반송파 직교성으로 스펙트럼을 겹쳐 효율적으로 쓴다는 설명은 옳다.
• 광대역 선택적 채널이 부반송파 단위로는 평탄한 비선택적 채널로 근사된다는 설명은 옳다.
• IFFT/FFT로 구현한다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 단락회로의 반사계수가 1이라는 설명이다.

반사계수는 $\Gamma=\dfrac{Z_L-Z_0}{Z_L+Z_0}$이다. 단락($Z_L=0$)이면 $\Gamma=-1$이고, $\Gamma=+1$은 개방일 때다.

• 반사계수 0.5이면 $\mathrm{VSWR}=\dfrac{1.5}{0.5}=3$이라는 설명은 옳다.
• 정합된 급전선은 $\Gamma=0$, VSWR=1이라는 설명은 옳다.
• 개방회로는 $|\Gamma|=1$이어서 VSWR이 무한대라는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 주파수가 높을수록 전리층 통과가 어려워진다는 설명이다.

전리층은 낮은 주파수를 반사·흡수하고 높은 주파수일수록 잘 통과시킨다. 그래서 위성통신은 마이크로파를 쓴다.

• 대역폭이 넓을수록 전송속도를 높일 수 있다는 설명은 옳다.
• 주파수가 높을수록 파장이 짧아 안테나가 짧아진다는 설명은 옳다.
• 주파수가 높을수록 회절 능력이 감소한다는 설명은 옳다.

EIRP는 30 dBW이다.

EIRP는 방사전력에 안테나 이득을 곱한 값이므로 dB 단위에서는 더하면 된다.

$10\,\mathrm{W}=10\log10=10\,\mathrm{dBW}$
$\mathrm{EIRP}=10+20=30\,\mathrm{dBW}$

선형으로는 $10\times100=1000\,\mathrm{W}$로 같은 결과다.

옳지 않은 것은 표본화 과정의 결과를 PPM이라 한다는 설명이다.

표본화는 일정 간격으로 신호 값을 펄스 진폭으로 뽑아내는 과정이므로 결과는 PAM(펄스 진폭 변조) 신호다. PPM은 펄스 위치를 바꾸는 별개의 펄스 변조다.

• 최소 표본화 주파수보다 높게 표본화하는 것을 과표본화라 한다는 설명은 옳다.
• 양자화 레벨이 많을수록 양자화 잡음이 작아진다는 설명은 옳다.
• 32 레벨은 $\log_232=5$비트로 부호화한다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 지그비가 IEEE 802.15.1 규격을 쓴다는 설명이다.

지그비의 물리·MAC 계층은 IEEE 802.15.4이고, 802.15.1은 블루투스 기반 규격이다.

• 지그비가 저전력·저속 근거리 무선통신 기술이라는 설명은 옳다.
• 블루투스가 2.4 GHz ISM 대역을 쓴다는 설명은 옳다.
• 블루투스가 간섭 완화를 위해 주파수 도약을 쓴다는 설명은 옳다.

3~20 MHz보다 낮은 주파수 신호가 더 큰 영향을 받는다는 설명이 옳지 않다.

자기폭풍은 전리층 F층을 교란해 F층 반사를 이용하는 단파(3~20 MHz 부근) 통신에 가장 큰 영향을 준다. 그보다 낮은 주파수는 상대적으로 영향이 적다.

• 태양 폭발 뒤 하전 입자가 도달하기까지 시간이 걸려 미리 예측할 수 있다는 설명은 옳다.
• 1~2일에서 수일까지 비교적 길게 지속된다는 설명은 옳다.
• 지구 전역에서 나타나며 자기극에 가까운 고위도에서 더 심하다는 설명은 옳다.

이 네트워크는 RFID/USN이다.

RFID/USN은 사물에 붙인 태그·센서로 사물과 환경 정보를 무선으로 수집하는 유비쿼터스 센서 네트워크다.

• HSDPA는 WCDMA의 하향 고속 패킷 전송 기술이다.
• WCDMA는 3세대 이동통신 기술이다.
• LTE는 3.9~4세대 이동통신 기술이다.

출력전력은 10 W이다.

종속 연결된 단의 이득은 dB로 더하면 된다.

$G=-25+50+15=40\,\mathrm{dB}=10^4$
$P_{out}=1\,\mathrm{mW}\times10^4=10\,\mathrm{W}$

dBm으로 보면 $0+40=40\,\mathrm{dBm}=10\,\mathrm{W}$로 같다.

옳지 않은 것은 송신기에 디엠퍼시스, 수신기에 프리엠퍼시스를 쓴다는 설명이다.

FM은 높은 주파수 성분에서 잡음이 커지므로 송신기에서 프리엠퍼시스로 고역을 미리 강조하고, 수신기에서 디엠퍼시스로 고역을 원래대로 낮추면서 잡음도 함께 줄인다. 배치가 거꾸로 되어 있다.

• 광대역 FM의 대역폭이 변조지수가 클수록 커진다는 설명은 옳다.
• AM이 FM보다 잡음 영향을 더 받는다는 설명은 옳다.
• 반송파가 없는 SSB는 동기복조가 필요하다는 설명은 옳다.