[9급 국가직 무선공학개론] 11년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

전리층 페이딩의 종류가 아닌 것은 산란형 페이딩이다.
전리층 페이딩은 원인에 따라 흡수성·간섭성·편파성·선택성·도약성 페이딩으로 나눈다.
흡수성 페이딩은 전리층의 흡수량 변동으로 수신 세기가 변하는 현상이다.
도약성 페이딩은 전리층 밀도 변화로 전파가 반사되었다 투과되었다 하며 생긴다.
선택성 페이딩은 주파수 성분마다 감쇄가 달라 파형이 일그러지는 현상이다.

무지향성 안테나는 휩 안테나이다.
휩 안테나는 차량·휴대 무전기 등에 쓰는 수직 막대형 안테나로, 수평면 내 모든 방향으로 고르게 방사한다.
루프 안테나는 루프 면 방향으로 최대인 8자형 지향성을 가진다.
야기 안테나는 도파기 방향으로 빔이 모이는 단방향 지향성이다.
파라볼라 안테나는 반사경으로 좁은 빔을 만드는 예민한 지향성이다.

주파수변조 파형은 진폭은 일정하고, 구형파의 높은 구간에서는 촘촘한 고주파, 낮은 구간에서는 성긴 저주파로 바뀌는 파형이다.
FM은 신호 크기에 따라 순시 주파수가 바뀌므로, 두 레벨인 구형파로 변조하면 레벨마다 서로 다른 주파수의 정현파가 번갈아 나타난다(FSK와 같은 모양).
주파수는 같고 레벨이 바뀌는 곳에서 위상만 뒤집히는 파형은 위상변조(PSK)이다.
낮은 구간에서 반송파가 사라지는 파형은 온오프 진폭변조(OOK)이다.
주파수는 같고 구간마다 진폭이 달라지는 파형은 진폭변조(ASK)이다.

이동전화 교환국(MTSO)의 기능이 아닌 것은 통화 채널 지정 및 감시 기능이며, 이는 기지국(BS)의 기능으로 분류된다.
기지국은 이동국과 무선 링크를 직접 맺는 곳이므로 무선 통화 채널을 지정하고 그 채널 상태를 감시한다. 반면 MTSO는 여러 기지국을 묶어 교환·망 접속·운용 관리를 맡는 상위 교환 장치다.
통화 회선의 수용과 상호 접속에 의한 교환기능: 교환국의 본래 기능이다.
회선구간별 통화량 감시 및 분석: 망 전체의 트래픽을 관리하는 교환국의 운용 기능이다.
일반 공중 전화망과 이동 통신망 접속 기능: 이동통신망을 PSTN과 연결하는 관문 역할로 교환국의 기능이다.

표본화율은 8 kHz, 전송속도는 64 kbps이다.
나이퀴스트 조건에서 최소 표본화율은 $2\times3.4=6.8\,\mathrm{kHz}$이므로, 보기 중 조건을 만족하는 값은 8 kHz다. 4 kHz는 6.8 kHz에 못 미쳐 에일리어싱이 생긴다.
$n=\log_2256=8\,\mathrm{bit}$
$R=8\,\mathrm{kHz}\times8\,\mathrm{bit}=64\,\mathrm{kbps}$

최대 정보량은 6 Mbps이다.
섀넌 채널용량 $C=B\log_2(1+\mathrm{SNR})$을 쓴다. SNR 63은 선형 값이다.
$C=1\times10^6\times\log_2(1+63)=10^6\times\log_264=6\times10^6\,\mathrm{bps}=6\,\mathrm{Mbps}$

옳지 않은 것은 SSB가 반송파 성분을 전송한다는 설명이다.
SSB는 반송파와 한쪽 측파대를 모두 억압하고 한쪽 측파대만 전송한다. 그래서 복조에는 수신측에서 반송파를 만들어 쓰는 동기검파가 필요하다.
DSB-SC는 양측파대를 모두 보내므로 일부만 남기는 VSB보다 대역폭이 넓다는 설명은 옳다.
DSB-SC는 반송파 전력을 쓰지 않아 DSB-AM보다 송신 전력이 적다는 설명은 옳다.
SSB를 동기검파기로 복조할 수 있다는 설명은 옳다.

도플러 천이가 가장 큰 각도는 0°이다.
그림의 θ는 수신기에서 송신기를 향하는 방향과 이동 방향 사이의 각이다. 도플러 천이는 송신기 방향의 속도 성분에 비례해 $f_d=\dfrac{v}{\lambda}\cos\theta$이다.
θ=0°이면 송신기를 정면으로 향해 이동하므로 $\cos\theta=1$로 최대다.
45°이면 $\cos45^\circ\approx0.71$배로 줄어든다.
90°와 270°는 송신기 방향과 직각으로 움직이므로 $\cos\theta=0$이 되어 천이가 없다.

스펙트럼에 나타나지 않는 주파수는 0.98 kHz이다.
정보신호 $\cos(20\pi t)$의 주파수는 $f_m=\dfrac{20\pi}{2\pi}=10\,\mathrm{Hz}=0.01\,\mathrm{kHz}$이다. DSB-AM 스펙트럼은 반송파와 $f_c\pm f_m$에만 성분이 있다.
$f_c-f_m=0.99\,\mathrm{kHz}$, $f_c=1.00\,\mathrm{kHz}$, $f_c+f_m=1.01\,\mathrm{kHz}$
0.98 kHz는 $f_c-2f_m$로, 단일 정현파 AM에서는 생기지 않는 성분이다.

변조지수는 5이다.
FM 변조지수는 $\beta=\dfrac{\Delta f}{f_m}$이고, 최대 주파수 편이는 $\Delta f=k_f\left|m(t)\right|_{max}$이다.
$\Delta f=12.5\times4=50\,\mathrm{Hz}$, $f_m=\dfrac{20\pi}{2\pi}=10\,\mathrm{Hz}$
$\beta=\dfrac{50}{10}=5$
정보신호 진폭 4를 빠뜨리면 1.25가 된다.

이 안테나는 스마트 안테나이다.
스마트 안테나는 여러 안테나 소자의 신호에 가중치를 주는 디지털 신호처리로 빔 방향을 원하는 사용자 쪽으로 적응적으로 조정한다. 와이브로에서 MIMO와 결합해 쓰였다.
슬롯 안테나는 도체면에 낸 틈으로 방사하는 고정 패턴 안테나다.
루프패치 안테나는 평면형 소형 안테나로 빔을 프로그램으로 조정하는 구조가 아니다.
접시 안테나는 반사경으로 고정된 좁은 빔을 만든다.

이 변조방식은 DPCM(차분 펄스 부호 변조)이다.
DPCM은 인접 표본 사이의 차이(예측 오차)만 양자화·부호화해 같은 품질에서 비트 수를 줄인다.
PNM은 펄스의 개수로 정보를 나타내는 방식이다.
PWM은 펄스의 폭을 표본값에 따라 바꾸는 방식이다.
PAM은 펄스의 진폭을 표본값 그대로 바꾸는 방식으로 양자화를 하지 않는다.

대역확산의 효과가 아닌 것은 주파수의 직교성이 확보됨이다.
주파수 직교성은 부반송파 간격을 맞춰 겹쳐도 분리되게 하는 OFDM의 특징이다. 대역확산은 부호로 신호를 넓은 대역에 퍼뜨리는 기술이다.
신호가 잡음처럼 넓게 퍼져 은폐되고 부호를 모르면 복원이 어려워 암호화가 쉽다.
사용자마다 다른 확산 부호를 주어 코드분할 다중화가 가능하다.
역확산 때 협대역 간섭이 넓게 퍼져 그 영향이 줄어든다.

거리는 $6\times10^8\,\mathrm{m}$이다.
4초는 전파가 목표물까지 갔다 돌아온 왕복 시간이므로 $R=\dfrac{c\Delta t}{2}$이다.
$R=\dfrac{3\times10^8\times4}{2}=6\times10^8\,\mathrm{m}$
2로 나누지 않으면 왕복 거리인 $12\times10^8\,\mathrm{m}$가 된다.

이 기술은 안테나의 로딩이다.
안테나 길이가 사용 주파수의 공진 길이와 맞지 않으면 입력 임피던스에 리액턴스가 생긴다. 이때 코일(L)이나 콘덴서(C)를 넣어 리액턴스를 상쇄해 공진시키는 것이 로딩이다.
이득은 기준 안테나 대비 특정 방향 방사 세기의 비다.
지향성은 방향에 따른 방사 세기의 분포다.
Q는 공진의 날카로움(대역폭과 반비례)을 나타내는 값이다.

옳지 않은 것은 파장이 클수록 전송 손실이 증가한다는 설명이다.
자유공간 손실은 $L=\left(\dfrac{4\pi d}{\lambda}\right)^2$이므로 파장이 클수록(주파수가 낮을수록) 손실이 줄어든다.
거리 $d$가 멀수록 손실이 증가한다는 설명은 옳다.
경로에 비가 내리면 강우 감쇠가 더해져 손실이 증가한다는 설명은 옳다.
주파수가 높을수록 파장이 짧아져 손실이 증가한다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 FDMA·TDMA·CDMA가 대표적인 대역확산 기법이라는 설명이다.
FDMA·TDMA·CDMA는 다중접속 방식이고, 이 중 대역확산을 쓰는 것은 CDMA뿐이다. FDMA와 TDMA는 신호 대역을 넓히지 않는다.
GPS는 PN 코드의 자기상관 피크 위치로 전파 도달 시간을 재어 위성까지 거리를 구한다.
DS-CDMA는 PN 코드 간 상호상관이 작다는 성질로 사용자를 구분한다.
DGPS는 위치를 아는 기준국에서 오차를 계산해 사용자 수신기의 오차를 보정한다.

수신 전력은 $\dfrac{1}{160}\,\mathrm{mW}$이다.
Friis 식 $P_r=\dfrac{P_tG_tG_r}{L_s}\left(\dfrac{\lambda}{4\pi d}\right)^2$에 dB 값을 선형으로 바꿔 대입한다(20 dB → 100, 10 dB → 10).
$\lambda=\dfrac{3\times10^8}{10^9}=0.3\,\mathrm{m}$
$\left(\dfrac{0.3}{4\times3.0\times1000}\right)^2=(2.5\times10^{-5})^2=6.25\times10^{-10}$
$P_r=\dfrac{10\times100\times100}{10}\times6.25\times10^{-10}=6.25\times10^{-6}\,\mathrm{W}$
$6.25\times10^{-6}\,\mathrm{W}=6.25\times10^{-3}\,\mathrm{mW}=\dfrac{1}{160}\,\mathrm{mW}$

입력 임피던스는 ∞(개방)이다.
그림에서 선로 길이는 $l=\dfrac{\lambda}{4}$이다. 단락 종단 무손실 선로의 입력 임피던스는 $Z_{in}=jZ_0\tan\beta l$이다.
$\beta l=\dfrac{2\pi}{\lambda}\times\dfrac{\lambda}{4}=\dfrac{\pi}{2}$
$Z_{in}=jZ_0\tan\dfrac{\pi}{2}\rightarrow\infty$
1/4 파장 선로는 임피던스를 반전시키므로 단락이 개방으로 보인다. 0 Ω은 반파장 선로일 때의 결과다.