25년 1회차

최소 해밍 거리가 5이면 최대 2비트 정정, 최대 4비트 검출이 가능하다.

정정 능력은 $t = \lfloor (d_{\min} - 1) / 2 \rfloor = 2$이다.
검출 능력은 $s = d_{\min} - 1 = 4$이다.

• 2비트 정정·5비트 검출이라는 설명 — 5비트 검출에는 $d_{\min} \geq 6$이 필요하다.
• 3비트 정정·4비트 검출이라는 설명 — 3비트 정정에는 $d_{\min} \geq 7$이 필요하다.
• 3비트 정정·5비트 검출이라는 설명 — 정정과 검출 능력 모두 거리 5로는 부족하다.
• 4비트 정정·5비트 검출이라는 설명 — 4비트 정정에는 $d_{\min} \geq 9$가 필요하다.

클럭 추출과 DC 제거에 가장 적합한 방식은 Manchester 부호이다.

매 비트 중앙에서 반드시 레벨이 바뀌므로 수신측이 클럭을 추출할 수 있고, 한 비트 안에서 양·음 구간이 같아 DC 성분이 없다.

• Unipolar RZ — 단극성이라 DC 성분이 남는다.
• Polar NRZ-L — 같은 비트가 이어지면 천이가 없어 클럭 추출이 어렵고 DC 성분도 생길 수 있다.
• Bipolar-AMI — DC는 제거되지만 0이 연속되면 천이가 없어 동기를 잃기 쉽다.
• 2B1Q — 4레벨로 대역 효율을 높인 부호로, 비트마다 천이를 보장하지 않는다.

옳지 않은 설명은 VSWR이 1보다 클수록 좋다는 내용이다.

VSWR은 1에 가까울수록 반사가 적고 정합이 잘 된 상태이며, 값이 커질수록 반사파가 늘어 전력 전달 효율이 떨어진다.

• 외부로 복사·누설이 없어야 한다 — 급전선은 전력을 복사하지 않고 전달해야 하므로 옳다.
• 길이가 길수록 손실이 증가할 수 있다 — 감쇠는 길이에 비례해 커지므로 옳다.
• 특성 임피던스를 안테나 입력 임피던스에 정합하면 반사가 최소화된다 — 정합의 정의에 맞으므로 옳다.
• 절연 내력이 커야 한다 — 고출력에서는 높은 전압을 견뎌야 하므로 옳다.

손실 압축 방식은 ADPCM과 JPEG이다.

ADPCM은 예측 오차를 양자화하고 JPEG은 DCT 계수를 양자화하므로 원본을 완전히 복원할 수 없다. 반면 FLAC과 PNG는 무손실 압축이다.

• ㄱ, ㄴ 조합 — FLAC은 무손실 오디오 압축이다.
• ㄴ, ㄷ 조합 — JPEG은 손실 방식이지만 FLAC이 무손실이다.
• ㄴ, ㄹ 조합 — FLAC과 PNG 둘 다 무손실이다.
• ㄷ, ㄹ 조합 — JPEG은 손실 방식이지만 PNG가 무손실 이미지 압축이다.

옳지 않은 설명은 단편화를 송신 호스트와 중간 라우터 모두에서 수행한다는 내용이다.

IPv6에서는 중간 라우터가 단편화를 하지 않고 송신 호스트만 수행한다. 라우터의 처리 부담을 줄이기 위한 변화이다.

• 128비트 주소 사용 — IPv4의 32비트에서 확장되었으므로 옳다.
• 헤더 구조 단순화 — 기본 헤더를 고정 길이로 정리해 필드 수를 줄이고 옵션을 확장 헤더로 분리해 옳다.
• IPsec의 기술적 통합 — IPv6는 IPsec을 확장 헤더 구조로 통합해 옳다.
• 상태 비보존형 주소 자동설정 지원 — DHCP 서버 없이 호스트가 주소를 구성할 수 있어 옳다.

옳지 않은 설명은 PMT의 PID가 0x0001로 고정된다는 내용이다.

PMT의 PID는 고정값이 아니라 PAT에 프로그램별로 기록되어 있다. 고정 PID를 쓰는 것은 PAT(0x0000)와 CAT(0x0001)이다.

• PAT의 역할 — 프로그램 번호와 PMT PID를 매핑하므로 옳다.
• PMT의 역할 — 한 프로그램을 이루는 비디오·오디오·데이터 스트림의 PID를 담으므로 옳다.
• CAT의 역할 — 수신 제한 시스템 관련 정보를 담으므로 옳다.
• PSI의 주기적 반복 전송 — 중간에 채널을 맞춘 수신기도 표를 얻어 복호할 수 있어 옳다.

암호화·복호화와 압축·복원을 담당하는 계층은 표현 계층이다.

표현 계층은 응용 계층이 주고받는 데이터의 형식 변환, 암호화, 압축을 맡는다. TCP 연결이 정상이므로 하위 계층의 문제는 아니다.

• 세션 계층 — 통신 세션의 설정·유지·종료를 관리한다.
• 전송 계층 — 종단 간 연결과 신뢰성을 담당하며, 여기서는 TCP 연결이 정상이다.
• 네트워크 계층 — 논리 주소 지정과 경로 설정을 담당한다.
• 데이터 링크 계층 — 인접 노드 간 프레임 전달과 오류 제어를 담당한다.

OFDM을 채택하는 주된 이유는 다중 경로 페이딩에 의한 ISI에 강하기 때문이다.

고속 데이터를 다수의 저속 부반송파로 나누면 심볼 길이가 길어지고, 보호 구간(CP)까지 넣으면 지연 확산의 영향을 크게 줄일 수 있다.

• 전력 증폭기 설계가 간단하다는 설명 — OFDM은 PAPR이 높아 선형 증폭기 부담이 오히려 크다.
• 단일 반송파보다 점유 대역폭이 좁다는 설명 — 채택의 핵심 이유가 아니며, 같은 전송률에서 대역폭이 본질적으로 좁아지는 것도 아니다.
• 직교 코드로 자원을 나눈다는 설명 — 이는 CDMA의 원리이다.
• 모든 부반송파의 위상이 같다는 설명 — 부반송파마다 다른 데이터로 변조되며, OFDM은 동기 오차에도 민감하다.

옳지 않은 지문은 ㄷ과 ㄹ이다.

ATSC 3.0의 비디오 압축은 MPEG-2가 아니라 HEVC(H.265) 기반이므로 ㄷ은 틀렸다. 또한 고급 재난경보를 지원하므로 ㄹ도 틀렸다. 나머지 지문인 OFDM 변조, IP 기반 양방향 서비스, 4K-UHD 서비스는 모두 옳다.

• ㄱ, ㄴ 조합 — OFDM 변조와 IP 기반 양방향 서비스는 모두 옳은 지문이다.
• ㄱ, ㅁ 조합 — OFDM 변조와 4K-UHD 서비스는 모두 옳은 지문이다.
• ㄴ, ㄷ 조합 — MPEG-2 지문은 틀렸지만 IP 기반 양방향 서비스 지문은 옳다.
• ㄹ, ㅁ 조합 — 재난경보 지문은 틀렸지만 4K-UHD 서비스 지문은 옳다.

원본 영상 비트율을 채널 속도로 나누면 최소 압축률은 36이다.

원본 비트율:
$1{,}000{,}000 \times 24 \times 30 = 720{,}000{,}000\ \mathrm{bps} = 720\ \mathrm{Mbps}$

최소 압축률:
$720\ \mathrm{Mbps} \div 20\ \mathrm{Mbps} = 36$

• 압축률 12 — 압축 후 60Mbps로 채널 용량을 초과한다.
• 압축률 24 — 압축 후 30Mbps로 채널 용량을 초과한다.
• 압축률 48 — 전송은 가능하지만 최소 압축률이 아니다.
• 압축률 60 — 전송은 가능하지만 최소 압축률이 아니다.

옳지 않은 설명은 길쌈 부호 (2, 1, 3)의 오류정정 능력이 1비트라는 내용이다.

대표적인 (2, 1, 3) 길쌈 부호의 자유 거리는 $d_{\mathrm{free}} = 5$이므로 $t = \lfloor (5 - 1) / 2 \rfloor = 2$, 즉 2비트 정정이 가능하다.

• 리드-솔로몬 (207, 187) — $t = (207 - 187) / 2 = 10$심볼이므로 옳다.
• 짝수 패리티 — 1비트 오류를 검출할 수 있고 정정은 못 하므로 옳다.
• 5회 반복 부호 — 거리가 5여서 다수결로 2비트까지 정정하므로 옳다.
• 해밍 (7, 4) — 최소 거리가 3이므로 1비트 정정이 가능해 옳다.

종합 잡음 지수는 약 3.0dB로, 이득이 큰 첫 단 LNA의 잡음 지수와 거의 같다.

종속 연결의 종합 잡음 지수는 프리스(Friis) 공식으로 구하며, 진수(배수)로 바꾸어 계산한다.
$F_{\mathrm{total}} = F_1 + \dfrac{F_2 - 1}{G_1}$

dB 값을 진수로 바꾼다.
$F_1 = 3\,\mathrm{dB} \approx 2,\quad F_2 = 6\,\mathrm{dB} \approx 4,\quad G_1 = 30\,\mathrm{dB} = 1000$
값을 대입한다.
$F_{\mathrm{total}} \approx 2 + \dfrac{4 - 1}{1000} = 2.003$
$10\log_{10} 2.003 \approx 3.0\,\mathrm{dB}$

둘째 단의 잡음은 첫 단 이득으로 나뉘어 거의 무시되며, 마지막 단의 이득 $G_2$는 식에 쓰이지 않는다.

• 1.5dB는 첫 단의 잡음 지수 3dB보다 작은 값이라, 뒤 단의 기여가 더해지는 종합 잡음 지수가 될 수 없다.
• 4.5dB는 3dB와 6dB를 단순 평균한 값과 같아, 둘째 단의 기여가 이득으로 나뉘는 점을 반영하지 못한다.
• 6.0dB는 Mixer 자체의 잡음 지수로, 앞단 LNA의 높은 이득이 Mixer의 잡음 영향을 줄이는 점을 무시한 값이다.
• 7.5dB는 둘째 단의 기여가 $1/1000$로 줄어드는 조건에서 나올 수 없을 만큼 큰 값이다.

8개 서브넷에 필요한 마스크는 255.255.255.224이다.

클래스 C의 기본 마스크는 /24이고, 서브넷 8개를 구분하려면 $2^{3} = 8$이므로 호스트 부분에서 3비트를 빌린다.

마지막 옥텟은 11100000이 되고 $128 + 64 + 32 = 224$이다.

• 255.255.255.64 — 마지막 옥텟이 01000000으로 연속된 1이 아니어서 마스크가 될 수 없다.
• 255.255.255.96 — 마지막 옥텟이 01100000으로 연속된 1이 아니어서 마스크가 될 수 없다.
• 255.255.255.128 — 1비트만 빌려 서브넷이 2개이다.
• 255.255.255.192 — 2비트만 빌려 서브넷이 4개이다.

ATSC 3.0이 채택한 두 전송 프로토콜은 MMTP와 ROUTE이다.

ATSC 3.0은 물리 계층 위를 IP 기반으로 구성하고, 미디어를 MMTP 또는 ROUTE로 전달한다.

• MMTP, MPEG2-TS — MPEG2-TS는 ATSC 1.0의 전송 방식으로 ATSC 3.0이 IP 전송용으로 채택한 프로토콜이 아니다.
• ROUTE, MPEG2-TS — 같은 이유로 MPEG2-TS가 틀렸다.
• RTP, MMTP — RTP는 ATSC 3.0의 방송 전송 프로토콜로 채택되지 않았다.
• RTP, ROUTE — 같은 이유로 RTP가 틀렸다.

H.265의 압축 효율이 높은 이유는 블록 크기를 유연하게 조절하는 CTU를 쓰기 때문이다.

H.264의 매크로블록보다 큰 CTU를 쿼드트리로 나누어, 평탄한 영역은 크게, 복잡한 영역은 작게 부호화한다.

• B-프레임 도입 — B-프레임은 H.265 이전의 표준부터 쓰였다.
• DCT 사용 — H.264도 DCT 계열 변환을 쓰므로 차이의 이유가 되지 않는다.
• 디블로킹 필터 제거 — H.265도 디블로킹 필터를 유지하며 SAO 필터를 추가했다.
• 프레임 예측 기능 단순화 — 오히려 예측 방식이 더 정교해져 인코딩 복잡도가 높아졌다.

여러 카메라의 영상을 하나의 큰 영상으로 합치는 것은 스티칭(stitching)이다.

겹치는 영역을 기준으로 영상을 정합해 이어 붙이며, 360도·파노라마 영상 제작에 쓰인다.

• 인제스트 — 촬영 소재를 편집·저장 시스템으로 받아들이는 과정이다.
• 카메라 캘리브레이션 — 카메라의 내부·외부 파라미터를 추정·보정하는 과정이다.
• 디졸브 — 앞 장면이 사라지며 다음 장면이 겹쳐 나타나는 화면 전환 기법이다.
• 패닝 — 카메라를 고정한 채 수평으로 돌려 촬영하는 기법이다.

낮은 해상도부터 나열하면 SD → FHD → QHD → 4K-UHD 순서이다.

대표 해상도는 FHD 1920×1080, QHD 2560×1440, 4K-UHD 3840×2160이며, SD는 이들보다 낮다. QHD는 HD(1280×720)의 4배이고 FHD보다 높다.

• ㄱ-ㄴ-ㄷ-ㄹ — 가장 낮은 SD를 맨 뒤에 두어 틀렸다.
• ㄴ-ㄹ-ㄷ-ㄱ — FHD를 SD보다 앞에 두어 틀렸다.
• ㄹ-ㄱ-ㄴ-ㄷ — QHD를 FHD보다 앞에 두어 틀렸다.
• ㄹ-ㄴ-ㄷ-ㄱ — 4K-UHD를 QHD보다 앞에 두어 틀렸다.

응용 계층 프로토콜을 식별하는 필드는 port number이다.

포트 번호는 호스트 안에서 데이터를 받을 응용 프로세스를 구분하며, 웹의 HTTP처럼 프로토콜마다 잘 알려진 포트가 있다.

• window — 수신측이 받을 수 있는 양을 알려 흐름 제어에 쓰인다.
• checksum — 세그먼트의 오류 검출에 쓰인다.
• protocol number — TCP 헤더가 아니라 IP 헤더의 필드로, TCP·UDP 같은 상위 프로토콜을 식별한다.
• sequence number — 전송 데이터의 순서를 식별한다.

최고 주파수가 100Hz이므로 나이키스트 표본화 속도는 200Hz이다.

각 성분의 주파수는 $\omega = 2\pi f$에서 구한다.
$50\pi \rightarrow 25\ \mathrm{Hz}$
$200\pi \rightarrow 100\ \mathrm{Hz}$
$100\pi \rightarrow 50\ \mathrm{Hz}$

나이키스트 속도:
$f_{s} = 2 f_{\max} = 2 \times 100 = 200\ \mathrm{Hz}$

• 25Hz — 가장 낮은 성분의 주파수일 뿐이다.
• 50Hz — 중간 성분의 주파수로 최고 주파수 기준이 아니다.
• 100Hz — 최고 주파수 자체로, 2배를 하지 않은 값이다.
• 400Hz — 왜곡은 없지만 최소 표본화 속도가 아니다.