[9급 국가직 무선공학개론] 14년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

전파 위성통신에 적합하지 않은 다중접속방식은 파장 분할 다중접속이다.
파장 분할(WDMA)은 서로 다른 빛의 파장을 나눠 쓰는 광통신(광섬유)용 방식이다.
주파수 분할 다중접속은 중계기 대역을 주파수로 나눠 여러 지구국이 쓰는 위성 다원접속 방식이다.
부호 분할 다중접속은 지구국마다 다른 확산 부호로 같은 대역을 공유하는 방식이다.
시간 분할 다중접속은 지구국마다 정해진 시간 슬롯에 버스트로 송신하는 방식이다.

옳지 않은 것은 산악·도서 등 지형의 영향을 많이 받는다는 설명이다.
위성은 높은 상공에서 넓은 지역을 내려다보므로 지형의 영향을 적게 받는 것이 장점이다.
하나의 위성을 다수 이용자가 동시에 쓸 수 있다는 설명은 옳다.
도심과 벽지를 가리지 않고 같은 서비스를 줄 수 있다는 설명은 옳다.
지상 통신보다 넓은 지역을 한 번에 덮는다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 산 뒤쪽에서 전파가 수신되는 것이 굴절 때문이라는 설명이다.
가시경로가 없는 산 뒤로 전파가 돌아 들어가는 것은 장애물 가장자리에서 휘어지는 회절 때문이다. 굴절은 매질의 굴절률 변화로 진행 방향이 바뀌는 현상이다.
주파수가 높을수록 직진성이 강해진다는 설명은 옳다.
주파수가 낮을수록(파장이 길수록) 회절이 강해진다는 설명은 옳다.
표면에 부딪혀 에너지가 사방으로 흩어지는 현상을 산란이라 한다는 설명은 옳다.

전압정재파비는 3이다.
반사계수는 $|\Gamma|=\dfrac{V_r}{V_i}$이다.
$|\Gamma|=\dfrac{5}{10}=0.5$
$\mathrm{VSWR}=\dfrac{1+0.5}{1-0.5}=3$
입사·반사 전압의 단순 비 2는 정재파비가 아니다.

최소 신호전력은 -110 dBm이다.
dB 단위에서는 비가 차로 바뀌므로 $\mathrm{SNR_{dB}}=S_{\mathrm{dBm}}-N_{\mathrm{dBm}}$이다.
$S=N+\mathrm{SNR}=-120+10=-110\,\mathrm{dBm}$
-130 dBm은 10 dB를 빼 버린 값으로 SNR이 -10 dB가 된다.

옳지 않은 것은 같은 전력에서 SSB의 SNR이 DSB보다 나쁘다는 설명이다.
동기 검파를 하면 SSB의 SNR은 같은 전송 전력의 DSB-SC와 같고, 반송파에 전력을 쓰는 DSB-TC보다는 오히려 좋다. SSB는 대역폭이 절반이라 수신 잡음도 절반이기 때문이다.
SSB의 점유 대역폭이 DSB의 절반으로 좁다는 설명은 옳다.
한쪽 측파대를 걸러 내는 날카로운 필터와 동기 검파가 필요해 구현이 복잡하다는 설명은 옳다.
같은 대역에 두 배의 채널을 넣을 수 있어 주파수 이용 효율이 좋다는 설명은 옳다.

최소 데이터 전송률은 120 kbps이다.
나이퀴스트 최소 표본화율은 $f_s=2\times10\,\mathrm{kHz}=20\,\mathrm{kHz}$이다.
50 레벨을 표현하려면 $2^5=32\lt 50\le2^6=64$이므로 표본당 6비트가 필요하다.
$R=20\,\mathrm{kHz}\times6=120\,\mathrm{kbps}$
5비트로 계산한 100 kbps는 50 레벨을 다 표현하지 못한다.

적절한 방법은 기저부에 콘덴서를 직렬로 연결하는 것이다.
고유파장보다 짧은 파장(높은 주파수)에서 쓰면 안테나가 상대적으로 길어 유도성 리액턴스가 남는다. 직렬 콘덴서(단축 콘덴서)로 이를 상쇄하면 안테나가 전기적으로 짧아져 공진한다.
코일을 직렬로 넣는 것은 연장 코일로, 고유파장보다 긴 파장에 맞출 때 쓴다.
기저부 병렬 연결은 직렬 리액턴스를 상쇄하는 로딩 방식이 아니다.

옳지 않은 것은 SNR이 2배 증가하면 채널용량이 2배 증가한다는 설명이다.
채널용량 $C=B\log_2(1+\mathrm{SNR})$에서 SNR은 로그 안에 있으므로 2배가 되어도 용량은 2배보다 훨씬 적게 늘어난다.
용량이 SNR과 대역폭의 함수라는 설명은 옳다.
대역폭이 2배면 용량이 2배라는 설명은 이 식(같은 SNR 가정)에서 옳다.
SNR이 0 dB(선형 1)이면 $\log_2 2=1\,\mathrm{bit/s/Hz}$라는 설명은 옳다.

최대 주파수편이는 75 kHz이다.
카슨 법칙 $B=2(\Delta f+f_m)$을 편이에 대해 푼다.
$180=2(\Delta f+15)$
$\Delta f=90-15=75\,\mathrm{kHz}$
대역폭을 2로만 나눈 90 kHz에서 신호 주파수를 빼야 한다.

14 GHz 대역-K 밴드는 바르게 연결되지 않은 짝이다.
위성통신의 14 GHz(상향)/12 GHz(하향) 대역은 Ku 밴드에 속한다.
1.5 GHz 대역은 L 밴드로 이동위성통신에 쓰인다.
6 GHz 대역은 C 밴드(6/4 GHz)의 상향 링크다.
30 GHz 대역은 Ka 밴드(30/20 GHz)의 상향 링크다.

안테나 길이는 10 cm이다.
반파장 다이폴은 길이가 $\dfrac{\lambda}{2}$일 때 공진한다.
$\lambda=\dfrac{3\times10^8\,\mathrm{m/s}}{1.5\times10^9\,\mathrm{Hz}}=0.2\,\mathrm{m}=20\,\mathrm{cm}$
$L=\dfrac{20}{2}=10\,\mathrm{cm}$
20 cm는 한 파장 전체 길이다.

최소 지연시간은 240 ms이다.
지구국에서 위성까지 올라갔다가 다른 지구국으로 내려오는 두 구간을 지나므로, 최소 경로는 고도의 2배다.
$t=\dfrac{2\times36000\,\mathrm{km}}{300000\,\mathrm{km/s}}=0.24\,\mathrm{s}=240\,\mathrm{ms}$
단위를 초 그대로 둔 0.24는 ms가 아니다.

옳지 않은 것은 CDMA가 3세대 W-CDMA에서 처음 사용되었다는 설명이다.
이동통신에서 CDMA는 2세대 IS-95에서 처음 상용화되었고, 우리나라는 1996년 세계 최초로 상용 서비스를 시작했다.
1세대 AMPS가 아날로그 시스템이라는 설명은 옳다.
핸드오버가 이동성 보장의 핵심 기술이라는 설명은 옳다.
FDD는 송수신 주파수가 달라 단말이 동시에 송수신할 수 있다는 설명은 옳다.

옳지 않은 방법은 펄스폭을 좁게 한다는 것이다.
펄스폭을 좁히면 펄스당 에너지가 줄어 수신 감도가 떨어지고, 수신기 대역폭이 넓어져 잡음도 커진다. 펄스폭을 줄이면 거리분해능은 좋아지지만 탐지거리는 늘지 않는다.
송신전력을 높이면 최대 탐지거리가 $P_t^{1/4}$에 비례해 늘어난다.
안테나 개구면을 키우면 유효 면적과 이득이 커져 탐지거리가 늘어난다.
안테나 이득을 높이면 송수신 모두에 이득이 붙어 탐지거리가 늘어난다.

옳지 않은 것은 전체 전송속도는 낮추고 각 안테나 전송속도는 높인다는 설명이다.
MIMO 공간 다중화는 데이터를 여러 안테나로 나눠 보내므로 각 안테나의 전송속도는 낮더라도 전체 전송속도가 높아져 채널용량이 커진다. 서술이 거꾸로 되어 있다.
다중경로 덕분에 독립된 공간 채널이 생겨 공간 다중화가 가능하다는 설명은 옳다.
송·수신기가 채널 상태를 알면 안테나별 전력을 조절(워터필링)해 용량을 더 높일 수 있다는 설명은 옳다.
안테나별로 다른 변조방식을 쓸 수 있다는 설명은 옳다.

오차 원인으로 적절하지 않은 것은 수신기의 증폭도와 필터 정밀도에 의한 신호 품질 차이이다.
GPS 측위 오차는 전파의 도달 시간 측정을 틀리게 만드는 요인에서 생긴다. 증폭도나 필터 정밀도에 따른 신호 크기 차이는 거리 측정 원리와 직접 관련이 없다.
다중경로로 반사파가 섞이면 경로가 길어져 거리 오차가 생긴다.
위성과 수신기 시계의 동기 차이는 그대로 거리 오차가 된다.
전리층·대류층에서의 굴절·지연이 경로 차이를 만든다.

순서대로 정지-대기 ARQ, N 후진 ARQ, 선택적 ARQ이다.
㉠은 프레임을 하나 보내고 응답을 기다린 뒤 다음을 보내며, 프레임 3에 오류가 나자 그 프레임만 다시 보낸다. 이것이 정지-대기 방식이다.
㉡은 연속 전송 중 프레임 5에 오류가 나자 이미 보낸 프레임 6·7까지 프레임 5부터 모두 다시 보내므로 N 후진 방식이다. ㉢은 프레임 5 오류 후 그 프레임만 다시 보내고 프레임 8로 이어 가므로 선택적 방식이다.

옳지 않은 것은 국부발진기 주파수를 고정하고 IF를 가변한다는 설명이다.
슈퍼헤테로다인은 수신 주파수에 따라 국부발진기 주파수를 바꿔 어떤 방송이든 일정한 IF로 변환한다. IF가 고정되어 있어야 중간주파 증폭기·필터를 최적으로 설계할 수 있다.
AM·FM·TV 수신기에 모두 쓰인다는 설명은 옳다.
영상 주파수 제거 대책이 필요하다는 설명은 옳다.
RF를 IF로 하향 변환한 신호를 검파한다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 표본화 간격이 좁을수록 단위 시간당 비트 수가 감소한다는 설명이다.
표본화 간격이 좁으면 초당 표본 수가 많아지므로 비트율 = 표본화율 × 표본당 비트 수가 증가한다.
아날로그 신호를 PCM으로 바꾸면 더 넓은 전송 대역폭이 필요하다는 설명은 옳다.
표본화기가 일정 간격으로 PAM을 수행한다는 설명은 옳다.
양자화 과정에서 양자화 잡음이 생긴다는 설명은 옳다.