09년 1회차

옳지 않은 것은 무선통신이 유선통신보다 전자파 간섭을 줄일 수 있다는 설명이다.

무선통신은 전파를 공간에 방사하므로 주변 기기와 간섭을 주고받기 쉽다. 간섭이 적은 쪽은 차폐된 선로를 쓰는 유선통신이다.

• 정해진 용도의 주파수 대역을 할당받아 써야 한다는 설명은 옳다.
• 공간 전파 과정에서 잡음·페이딩이 많이 더해진다는 설명은 옳다.
• 아날로그 무선통신은 신호를 높은 주파수의 반송파에 실어 보낸다는 설명은 옳다.

변조된 신호의 대역폭은 2 kHz이다.

폭 $T$인 구형파의 스펙트럼은 sinc 형태로, 기저대역 주엽은 0부터 첫 영점 $\dfrac{1}{T}$까지다. DSB-SC 변조는 이 스펙트럼을 반송파 양쪽으로 옮기므로 대역폭이 두 배가 된다.

$\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{1\,\mathrm{ms}}=1\,\mathrm{kHz}$
$B=2\times\dfrac{1}{T}=2\,\mathrm{kHz}$

1 kHz는 변조 전 기저대역 주엽 폭이다.

옳지 않은 것은 핸드오버 기능 없이도 이동성을 보장할 수 있다는 설명이다.

셀룰러 시스템에서 단말이 셀 경계를 넘을 때 통화를 끊지 않고 이어 주는 것이 핸드오버이므로, 이것 없이는 이동 중 연속 서비스가 불가능하다.

• AMPS는 1세대 아날로그 이동통신 시스템이다.
• 셀룰러 개념은 주파수 재사용으로 용량을 크게 늘린다.
• W-CDMA는 3세대 이동통신 표준 중 하나다.

사용된 변조 방식은 진폭 변조이다.

그림의 파형은 진동 간격(주파수)은 일정한데 진폭의 포락선이 느리게 커졌다 작아졌다 한다. 정보가 진폭에 실린 AM 파형이다.

• 주파수 변조라면 진폭은 일정하고 진동 간격이 촘촘해졌다 성겨졌다 해야 한다.
• 위상 변조도 진폭이 일정한 정포락선 파형이다.
• 펄스 폭 변조는 일정 높이의 펄스 폭이 바뀌는 펄스열이다.

수용 가능한 채널 수는 120이다.

전체 할당 대역폭을 채널당 점유 대역폭으로 나눈다.

$1605-525=1080\,\mathrm{kHz}$
$N=\dfrac{1080\,\mathrm{kHz}}{9\,\mathrm{kHz}}=120$

최소 표본화율은 16,000 samples/s이다.

나이퀴스트 표본화 정리에 따라 완벽 복원을 위한 최소 표본화율은 최고 주파수의 2배이다.

$f_s=2f_{max}=2\times8\,\mathrm{kHz}=16000\,\mathrm{samples/s}$

최고 주파수와 같은 8,000이나 그 절반인 4,000으로 표본화하면 에일리어싱이 생긴다.

PCM의 순서는 정보신호 → 표본화 → 양자화 → 부호화 → 채널이다.

먼저 시간축을 이산화하는 표본화, 이어 진폭을 유한 레벨로 근사하는 양자화, 마지막으로 레벨을 2진 부호로 바꾸는 부호화를 거쳐 전송한다.

• 양자화는 표본화로 얻은 표본값을 근사하는 단계이므로 표본화보다 앞에 올 수 없다.
• 부호화를 양자화보다 먼저 두면 유한 레벨로 근사되지 않은 값을 부호화하게 되어 틀리다.

지연확산으로 생기는 페이딩은 주파수 선택적 페이딩이다.

다중경로 지연확산이 심볼 주기에 비해 크면 채널의 코히어런스 대역폭이 신호 대역폭보다 좁아져, 신호의 주파수 성분마다 감쇄가 달라진다.

• 느린 페이딩과 빠른 페이딩은 도플러 확산(이동 속도)에 따른 시간 변화 구분이다.
• 라이시안 페이딩은 직접파 존재 여부에 따른 진폭 분포 구분이다.

옳은 것은 온도가 낮아질수록 열잡음이 작아진다는 설명이다.

열잡음 전력은 $N=kTB$로 절대온도에 비례한다.

• 열잡음은 넓은 주파수 범위에 고르게 분포하는 백색 잡음이므로 특정 대역에만 나타난다는 설명은 틀리다.
• 전력 스펙트럼 밀도 $kT$가 주파수와 무관하므로 주파수가 높을수록 커진다는 설명은 틀리다.
• 불연속적인 펄스·스파이크는 충격성 잡음의 특징이다.

UHF 이상에서 쓰는 안테나는 카세그레인 안테나이다.

카세그레인 안테나는 주반사경과 부반사경을 쓰는 반사경 안테나로, 마이크로파 위성통신 지구국 등에 쓰인다.

• 롬빅 안테나는 단파(HF) 장거리 통신용 대형 진행파 안테나다.
• 루프 안테나는 주로 중·장파 대역의 방향 탐지와 수신용으로 쓰인다.

이 현상으로 알 수 있는 특성은 회절성이다.

전파가 장애물의 가장자리를 돌아 그림자 영역까지 퍼져 들어가는 성질이 회절이다. 그래서 직접 보이지 않는 빌딩 뒤에서도 수신된다.

• 직진성은 오히려 빌딩 뒤에 전파가 닿지 않게 하는 성질이다.
• 간섭성은 여러 파가 겹쳐 보강·상쇄되는 성질이다.
• 굴절성은 매질의 굴절률 변화로 진행 방향이 휘는 성질이다.

옳지 않은 것은 위성의 궤도 주기가 24시간이라는 설명이다.

GPS 위성은 약 2만 km 고도의 중궤도를 돌며 주기는 약 12시간(반 항성일)이다. 24시간 주기는 정지궤도 위성의 특징이다.

• NAVSTAR라 불리는 24개 위성으로 구성된다는 설명은 옳다.
• 6개 궤도면에 위성이 배치되어 있다는 설명은 옳다.
• 다중경로와 섀도잉이 측위 정확도를 떨어뜨린다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 GEO의 전파 지연 시간이 짧다는 설명이다.

정지궤도 위성은 약 36,000 km 상공에 있어 전파 지연이 가장 길다. 적도 상공에서 지구 자전과 같은 주기로 돈다는 부분은 맞다.

• 비정지궤도 위성에 LEO·MEO·HEO가 있다는 설명은 옳다.
• LEO를 Little LEO와 Big LEO로 구분한다는 설명은 옳다.
• LEO는 거리가 가까워 경로손실이 작으므로 단말 출력을 낮춰도 품질을 유지하기 쉽다는 설명은 옳다.

무손실 전송선로의 특성임피던스는 $Z_0=\sqrt{\dfrac{L}{C}}$이다.

일반 선로의 특성임피던스는 $Z_0=\sqrt{\dfrac{R+j\omega L}{G+j\omega C}}$이고, 무손실이면 $R=G=0$이므로 $j\omega$가 약분되어 위 식이 된다.

• $\sqrt{C/L}$은 특성임피던스의 역수인 특성 어드미턴스다.
• $\sqrt{1/LC}$는 무손실 선로의 위상속도에 해당한다.
• $\sqrt{LC}$는 위상속도의 역수에 해당하며 임피던스 차원이 아니다.

옳지 않은 것은 블루투스가 2.4 MHz ISM 대역을 쓴다는 설명이다.

블루투스가 쓰는 ISM 대역은 2.4 GHz 대역이다. 단위가 MHz이면 틀린 설명이 된다.

• UWB가 반송파 없이 짧은 임펄스를 쓰는 임펄스 라디오라는 설명은 옳다.
• Zigbee가 저전력·저비용 근거리 기술이라는 설명은 옳다.
• RFID 태그를 배터리 유무에 따라 능동형과 수동형으로 나눈다는 설명은 옳다.

펄스 폭은 0.2 μs이다.

거리분해능은 $\Delta R=\dfrac{c\tau}{2}$이므로 $\tau=\dfrac{2\Delta R}{c}$이다.

$\tau=\dfrac{2\times30\,\mathrm{m}}{3\times10^8\,\mathrm{m/s}}=2\times10^{-7}\,\mathrm{s}=0.2\,\mu\mathrm{s}$

2를 곱하지 않으면 0.1 μs가 되는데, 펄스가 왕복한다는 점을 빠뜨린 값이다.

옳은 것은 글라이드 패스가 UHF 대의 전파를 이용한다는 설명이다.

글라이드 패스는 ILS에서 진입 강하 각도를 알려 주는 장치로 UHF 대 전파를 쓰고, 90 Hz와 150 Hz로 변조된 두 전파의 세기 비교로 경로를 나타낸다.

• 변조 주파수는 90 Hz·150 Hz 두 가지로, 세 전파라는 설명은 틀리다.
• 활주로 중심선 연장면을 나타내는 것은 로컬라이저다.
• 부채꼴 형태의 지향성 전파로 지점을 알리는 것은 마커 비컨이다.

옳지 않은 것은 TDMA는 주파수대역과 타임슬롯 수에 의해 용량이 제한되지 않는다는 설명이다.

TDMA는 한 반송파를 시간 슬롯으로 나누므로 수용 가능한 사용자 수가 반송파 수 × 슬롯 수로 정해진다. 따라서 용량이 명확히 제한된다.

• FDMA는 아날로그 음성을 그대로 실을 수 있어 음성부호화가 필수가 아니라는 설명은 옳다.
• CDMA는 사용자별로 PN 부호를 할당한다는 설명은 옳다.
• FDMA는 시간 슬롯을 맞출 필요가 없어 망 동기화가 필요하지 않다는 설명은 옳다.

장점으로 옳지 않은 것은 TDMA에 비해 정확한 전송시간 조정이 필요하다는 설명이다.

스펙트럼 확산(CDMA)은 사용자를 부호로 구분하므로 TDMA처럼 슬롯에 맞춘 정밀한 송신 시점 제어가 필요 없다. 게다가 이 진술은 장점이 아니라 부담에 해당한다.

• 신호를 넓은 대역에 퍼뜨려 재밍에 강하다는 설명은 옳다.
• 고유 확산 부호를 모르면 복원이 어려워 통화 비밀이 유지된다는 설명은 옳다.
• 광대역이라 다중경로를 분리·결합(레이크 수신)할 수 있어 페이딩 영향이 적다는 설명은 옳다.

옳지 않은 연결은 AM 방송-HF 대역이다.

국내 AM 중파 방송은 수백 kHz~1.6 MHz 부근을 쓰므로 MF(중파, 300 kHz~3 MHz) 대역에 속한다.

• 이동전화는 800 MHz 이상의 UHF 대역을 쓴다.
• FM 방송은 88~108 MHz로 VHF 대역이다.
• TV 방송은 VHF 채널을 사용해 왔으므로 VHF 대역과의 연결은 옳다.