[9급 국가직 무선공학개론] 10년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

위상 불연속이 발생하지 않는 방식은 MSK이다.
MSK는 변조지수 0.5인 연속 위상 FSK로, 심볼 경계에서 위상이 끊기지 않고 선형적으로 이어진다. 그래서 스펙트럼 부엽이 작다.
PSK는 데이터가 바뀔 때 위상이 순간적으로 180° 등으로 도약한다.
OQPSK는 위상 변화를 최대 90°로 줄였을 뿐 위상 도약 자체는 남아 있다.
QAM은 진폭과 위상이 심볼마다 불연속적으로 바뀐다.

옳지 않은 방법은 높은 주파수의 신호를 사용한다는 것이다.
레이더 방정식에서 수신 전력은 $P_r=\dfrac{P_tG^2\lambda^2\sigma}{(4\pi)^3R^4}$로, 안테나 이득이 같다면 파장이 짧을수록(주파수가 높을수록) 수신 전력이 줄어든다.
안테나 이득을 높이면 $G^2$에 비례해 수신 전력이 커진다.
송신 출력을 높이면 $P_t$에 비례해 수신 전력이 커진다.
효율이 높은 안테나는 같은 입력에서 더 많은 전력을 방사·수집해 감도를 높인다.

최대 탐지거리 결정 요소가 아닌 것은 펄스폭이다.
레이더 방정식에서 최대 탐지거리는 $R_{max}=\left[\dfrac{P_tG^2\lambda^2\sigma}{(4\pi)^3S_{min}}\right]^{1/4}$로 정해진다. 펄스폭은 이 식에 들어가지 않고 거리분해능·최소 탐지거리를 정한다.
송신전력은 $P_t$로 식에 직접 들어간다.
목표물의 유효 반사 단면적은 $\sigma$로 식에 들어간다.
안테나 이득은 $G^2$로 식에 들어간다.

동기식 수신기에 필요 없는 것은 포락선 검출기이다.
동기 검파는 수신 신호에 복구한 반송파를 곱한 뒤 저역통과 필터로 기저대역만 남기는 방식이다. 포락선 검출기는 반송파 복구 없이 진폭 윤곽을 따라가는 비동기 검파 회로다.
혼합기는 수신 신호와 복구 반송파를 곱하는 데 필요하다.
저역통과 필터는 곱한 뒤 생기는 2배 주파수 성분을 제거하는 데 필요하다.
반송파 복구회로는 송신 반송파와 주파수·위상이 같은 기준 신호를 만드는 데 필요하다.

옳은 것은 무궁화 위성이 정지 위성이라는 설명이다.
무궁화 위성은 적도 상공 정지궤도에 위치해 지상에서 보면 한 자리에 고정된 것처럼 보이는 통신·방송 위성이다.
적도 상공 약 36,000 km에서 자전 주기와 같은 주기로 도는 위성은 중궤도가 아니라 정지궤도 위성이다.
위성통신은 전리층을 통과해야 하므로 단파가 아니라 마이크로파 대역을 주로 쓴다.
먼 거리를 왕복하므로 전송 지연과 자유공간 손실이 크게 발생한다.

옳지 않은 것은 HSDPA가 핫스팟에서 제공되는 무선인터넷 서비스라는 설명이다.
HSDPA는 WCDMA의 하향 링크 속도를 높인 3.5세대 이동통신 기술로 셀룰러망 전역에서 제공된다. 핫스팟 서비스는 무선 LAN의 설명이다.
WiBro가 다양한 단말로 이동 중 고속 무선인터넷을 제공한다는 설명은 옳다.
WIPI가 한국형 무선 인터넷 플랫폼이라는 설명은 옳다.
UWB가 매우 넓은 대역에 낮은 전력 밀도로 퍼뜨려 협대역 시스템과 간섭이 적다는 설명은 옳다.

적당하지 않은 방법은 고밀도 성상도를 갖는 변조 방식을 쓰는 것이다.
성상도 점이 촘촘할수록 신호점 사이 거리가 좁아져 잡음·페이딩에 더 취약해진다. 페이딩 대책은 같은 정보를 독립적인 여러 경로로 받는 다이버시티가 기본이다.
안테나 수를 늘리는 것은 공간 다이버시티다.
여러 주파수로 송수신하는 것은 주파수 다이버시티다.
같은 정보를 반복 송신하는 것은 시간 다이버시티다.

옳지 않은 변환은 $e^{j2\pi f_0t}\rightarrow\delta(f+f_0)$이다.
상수 1의 푸리에 변환이 $\delta(f)$이고, $e^{j2\pi f_0t}$를 곱하면 스펙트럼이 $+f_0$만큼 이동하므로 $e^{j2\pi f_0t}\rightarrow\delta(f-f_0)$이다.
$\mathrm{rect}(t)\rightarrow\mathrm{sinc}(f)$는 구형 펄스의 기본 변환 쌍으로 옳다.
$\cos2\pi f_0t\rightarrow\dfrac{1}{2}\{\delta(f-f_0)+\delta(f+f_0)\}$는 오일러 공식으로 두 복소지수를 더한 결과로 옳다.
$1\rightarrow\delta(f)$는 직류 신호의 변환으로 옳다.

카슨 법칙에 필요 없는 값은 전송 주파수이다.
카슨 법칙은 $B\approx2(\Delta f+f_m)$이고, 최대 주파수 편이는 $\Delta f=k_fA_m$이다.
음성 신호의 대역폭은 $f_m$로 식에 들어간다.
음성 신호의 최대 진폭은 $\Delta f$를 정하는 $A_m$이다.
주파수 민감도는 $\Delta f$를 정하는 $k_f$이다.
반송파(전송) 주파수는 스펙트럼의 중심 위치만 정할 뿐 대역폭과 무관하다.

동기검파로만 복조할 수 있는 방식은 PSK이다.
PSK는 정보가 절대 위상에 실려 있어 진폭이나 주파수에는 변화가 없으므로, 기준 반송파와 위상을 비교하는 동기검파가 필요하다.
ASK는 진폭에 정보가 있어 포락선 검파(비동기)가 가능하다.
DPSK는 인접 심볼끼리 위상을 비교하므로 기준 반송파 없이 복조할 수 있다.
FSK는 두 주파수 대역의 필터 출력 크기를 비교하는 비동기 검파가 가능하다.

사용자 구별에 쓰는 코드는 PN 코드이다.
CDMA는 사용자마다 서로 상관이 낮은 의사잡음(PN) 부호로 신호를 확산하고, 수신기는 같은 부호로 역확산해 원하는 사용자만 골라낸다.
길쌈 코드는 오류 정정 부호다.
RS 코드는 연집 오류에 강한 블록 오류 정정 부호다.
터보 코드는 반복 복호를 쓰는 오류 정정 부호다.

옳지 않은 것은 한 번 진동하는 데 걸리는 시간을 파장이라고 한다는 설명이다.
한 번 진동하는 데 걸리는 시간은 주기이고, 파장은 한 주기 동안 파가 진행한 거리다($\lambda=cT$).
진공에서 빛의 속도로 전파되며 시간적으로 정현파로 진동한다는 설명은 옳다.
전기장과 자기장이 서로 직각을 이루며 진행한다는 설명은 옳다.
자유공간에서 전력 밀도가 거리의 제곱에 반비례한다는 설명은 옳다.

음영지역을 커버하는 장치는 갭필러이다.
갭필러는 위성 신호를 받아 증폭한 뒤 건물 뒤·지하 같은 음영 지역에 지상에서 재송신하는 중계기다. 위성 DMB 등에서 쓰인다.
저잡음 증폭기는 수신단 첫 단에서 약한 신호를 잡음 적게 증폭하는 소자다.
고출력 증폭기는 송신 신호를 큰 전력으로 증폭하는 소자다.
발진기는 반송파나 국부 발진 신호를 만드는 회로다.

안테나 길이는 5 cm이다.
먼저 파장을 구한 뒤 반파장을 취한다.
$\lambda=\dfrac{3\times10^8\,\mathrm{m/s}}{3\times10^9\,\mathrm{Hz}}=0.1\,\mathrm{m}=10\,\mathrm{cm}$
$L=\dfrac{\lambda}{2}=5\,\mathrm{cm}$
10 cm는 한 파장 전체를 쓴 값이다.

다중접속방식이 다른 하나는 WiBro이다.
WiBro는 OFDMA(직교 주파수 분할 다중접속)를 쓰고, 나머지는 모두 CDMA 계열이다.
IS-95는 2세대 협대역 CDMA 표준이다.
WCDMA는 3세대 광대역 CDMA 표준이다.
HSDPA는 WCDMA의 하향 링크를 고속화한 기술로 CDMA 기반이다.

도플러 주파수 편이는 100 Hz이다.
정면으로 접근할 때 도플러 편이는 $f_d=\dfrac{v}{\lambda}=\dfrac{vf_c}{c}$이다.
$v=36\,\mathrm{km/h}=10\,\mathrm{m/s}$, $\lambda=\dfrac{3\times10^8}{3\times10^9}=0.1\,\mathrm{m}$
$f_d=\dfrac{10}{0.1}=100\,\mathrm{Hz}$
속도를 m/s로 바꾸지 않으면 단위가 맞지 않는 값이 나온다.

옳지 않은 것은 단말기가 거리와 무관하게 동일한 전력으로 송신한다는 설명이다.
CDMA는 원근 문제를 막으려고 전력 제어를 하여, 기지국에 가까운 단말은 낮은 전력, 먼 단말은 높은 전력으로 송신하게 한다.
원근 문제가 가까운 강한 신호에 먼 약한 신호가 묻히는 현상이라는 설명은 옳다.
성능 열화의 주된 원인이 잡음과 다른 사용자 간섭이라는 설명은 옳다.
셀 이동 시 소프트 핸드오프를 지원한다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 SSB가 영상신호 전송에 유리해 TV 방송에 주로 쓰인다는 설명이다.
영상신호는 직류 부근 저주파 성분이 많아 측파대 하나를 깨끗이 잘라내기 어렵다. 그래서 아날로그 TV는 한쪽 측파대 일부를 남기는 VSB 방식을 썼다.
DSB-SC는 반송파가 없어 동기식 복조가 필요하다는 설명은 옳다.
DSB-TC는 포락선 검파가 가능하지만 반송파에 전력을 써 효율이 낮다는 설명은 옳다.
VSB의 대역폭이 SSB보다 넓고 DSB보다 좁다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 협대역 간섭 억제 효과가 대역 확산율과 무관하다는 설명이다.
역확산 과정에서 협대역 간섭은 넓게 퍼져 원하는 대역에 남는 양이 줄어드는데, 그 감소 비율이 처리 이득(확산 대역폭/데이터 대역폭)이다. 확산율이 클수록 억제 효과가 커진다.
변조 후 대역폭이 원래 신호보다 크게 늘어난다는 설명은 옳다.
빠른 주파수 도약은 한 심볼 동안 여러 번 도약하므로 심볼률이 도약률보다 느리다는 설명은 옳다.
DS/SS는 수신단 역확산에서 협대역 간섭을 넓게 퍼뜨려 영향을 줄인다는 설명은 옳다.

섀넌 채널용량에 필요 없는 것은 주파수(반송파 주파수)이다.
섀넌 용량은 $C=B\log_2\left(1+\dfrac{S}{N}\right)$로 대역폭과 신호 대 잡음 전력비만으로 정해진다.
대역폭은 $B$로 식에 들어간다.
수신 신호전력은 $S$로 식에 들어간다.
잡음전력은 $N$으로 식에 들어간다.