[9급 국가직 무선공학개론] 08년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

소자의 비선형성으로 생기는 현상은 상호변조이다.
증폭기 등이 비선형이면 두 주파수 $f_1,\ f_2$가 함께 들어올 때 $2f_1-f_2$ 같은 합·차 성분이 새로 생겨 인접 채널을 간섭한다. 이것이 상호변조 왜곡이다.
믹서는 비선형성을 의도적으로 이용해 주파수를 변환하는 회로이지, 비선형성으로 생기는 현상이 아니다.
여파는 원하는 대역만 통과시키는 선형 처리다.
다이버시티는 페이딩을 줄이려고 여러 경로의 신호를 결합하는 기법이다.

옳지 않은 것은 최소 2개 위성만 수신해도 위치를 알 수 있다는 설명이다.
GPS 수신기는 위도·경도·고도 세 좌표에 더해 수신기 시계 오차까지 미지수가 4개이므로, 최소 4개 위성의 신호가 필요하다.
기준국의 보정값을 쓰는 DGPS로 정밀도를 높일 수 있다는 설명은 옳다.
위성군이 지구 전역을 덮어 24시간 연속 서비스가 가능하다는 설명은 옳다.
위도·경도·고도와 정밀한 시각 정보를 얻을 수 있다는 설명은 옳다.

ILS의 구성 계기가 아닌 것은 라디오 비컨이다.
계기착륙장치(ILS)는 수평 방향 중심선을 주는 로컬라이저, 강하 각도를 주는 글라이드 패스, 활주로까지 거리 지점을 알리는 마커 비컨으로 구성된다.
로컬라이저는 활주로 중심선 정렬을 돕는 ILS 구성 요소다.
글라이드 패스는 진입 강하 경로를 제공하는 ILS 구성 요소다.
마커는 특정 거리 지점 통과를 알려 주는 ILS 구성 요소다.
라디오 비컨은 방위 측정용 무지향성 표지로 착륙 유도 장치가 아니다.

이동 중 고속 휴대 인터넷이 가능한 기술은 WiMAX이다.
WiMAX(IEEE 802.16 계열, 국내 와이브로)는 이동성을 지원하는 광대역 무선 접속 기술로, 차량 속도로 이동하면서도 고속 데이터 서비스를 제공한다.
Bluetooth는 수 m~수십 m 범위의 근거리 개인 통신 기술이다.
Zigbee는 저속·저전력 센서 네트워크용 기술이다.
WPAN은 개인 영역 근거리 통신망의 총칭으로 이동 중 고속 인터넷 서비스용이 아니다.

옳은 것은 상향 링크에서 부호 직교성이 깨져 다른 사용자 간섭이 존재할 수 있다는 설명이다.
상향 링크는 단말마다 거리와 경로가 달라 신호가 비동기로 도착하므로 부호 간 직교성이 유지되지 않고, 이것이 다중 사용자 간섭이 된다.
CDMA는 모든 셀이 같은 주파수를 쓰는(재사용 계수 1) 방식이므로 서로 다른 주파수 채널 할당이 필요하다는 설명은 틀리다.
CDMA는 기존 기지국 연결을 유지한 채 새 기지국과 연결하는 소프트 핸드오프를 한다.
원근 문제를 막기 위해 전력 제어로 필요한 최소 전력만 송신해야 하므로 최대 전력 송신은 틀리다.

옳지 않은 것은 TDD가 듀플렉스 여파기를 사용한다는 설명이다.
TDD는 같은 주파수에서 송신과 수신을 시간으로 나누므로 송수신 전환 스위치를 쓴다. 듀플렉스 여파기는 송신·수신 주파수가 다른 FDD에서 두 대역을 분리하는 데 쓴다.
FDMA는 인접 채널 간섭을 막기 위해 보호대역이 필요하다.
TDMA는 슬롯 간 지연 차이를 흡수하기 위해 보호시간이 필요하다.
FDD는 송신과 수신에 서로 다른 주파수를 쓴다.

무선 LAN의 표준은 IEEE 802.11이다.
IEEE 802.11은 무선 LAN의 물리계층과 MAC 계층을 규정하며, 802.11a/b/g 등 확장 규격이 있다.
IEEE 802.16은 광대역 무선 접속(WiMAX) 표준이다.
IEEE 802.15.1은 Bluetooth 기반 WPAN 표준이다.
IEEE 802.15.4는 Zigbee 등이 쓰는 저속 WPAN 표준이다.

경로감쇄에 직접 영향을 주지 않는 것은 송신기의 변조 방식이다.
Friis 식으로 수신 전력은 $P_r=P_tG_tG_r\left(\dfrac{\lambda}{4\pi d}\right)^2$이므로 거리·주파수(파장)·안테나 이득이 송수신 간 감쇄에 직접 들어간다.
거리가 멀수록 $d^2$에 비례해 감쇄가 커진다.
송신 안테나 이득은 수신 전력을 높여 송수신 간 감쇄를 보상한다.
주파수가 높을수록 파장이 짧아져 자유 공간 손실이 커진다.
변조 방식은 오류 성능이나 대역폭에 영향을 줄 뿐 전파의 감쇄량을 바꾸지 않는다.

옳지 않은 것은 단말이 AP만을 통해서 통신할 수 있다는 설명이다.
무선 LAN에는 AP를 거치는 인프라스트럭처 모드 외에 단말끼리 직접 통신하는 애드혹(ad-hoc) 모드가 있다.
AP가 단말과 무선 링크를 이루는 무선 기지국 역할을 한다는 설명은 옳다.
CSMA/CA로 매체를 공유한다는 설명은 옳다.
AP가 유선망에 연결되어 무선 단말에 인터넷 서비스를 제공한다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 FH/DS 방식을 반송파가 비주기적으로 도약하는 DS 방식이라고 한 설명이다.
FH/DS 혼합 방식은 DS로 확산된 신호의 반송파를 일정한 도약 주기(hop 간격)마다 바꾸는 방식이다. 어느 주파수로 옮겨 갈지는 PN 부호에 따라 의사랜덤으로 정해지지만, 도약 자체는 정해진 주기로 일어나므로 '비주기적 도약'은 잘못된 서술이다.
직교 부호를 이용해 많은 통화 채널을 구성할 수 있다는 것은 혼합 방식의 장점으로 옳다.
주파수 도약이 더해져 특정 부분대역에 걸린 간섭을 피해 갈 수 있으므로 부분대역 간섭 극복은 옳다.
DS 단독 방식의 약점인 긴 동기 포착 시간을 보완해 부호동기 포착 시간이 짧아진다는 것도 옳다.

채널 모델과 관계가 적은 것은 이항 분포이다.
무선 채널은 잡음과 페이딩으로 모델링하며, 잡음은 백색 가우시안, 페이딩 진폭은 레일리·라이시안 분포로 나타낸다.
백색 가우시안 잡음은 열잡음을 표현하는 기본 잡음 모델이다.
레일리 분포는 직접파 없이 다중경로만 있을 때 수신 진폭의 분포다.
라이시안 분포는 강한 직접파(LOS)가 있을 때 수신 진폭의 분포다.
이항 분포는 독립 시행의 성공 횟수를 다루는 이산 분포로 채널 진폭·잡음 모델과는 거리가 있다.

옳지 않은 것은 심볼 레이트와 비트 레이트가 같다는 설명이다.
QPSK는 한 심볼에 2비트를 실으므로 심볼 레이트가 비트 레이트의 절반이다.
같은 심볼 에너지에서 신호점 간 거리가 BPSK보다 가까워 수신 특성이 불리하다는 설명은 옳다.
심볼 레이트가 절반이므로 같은 데이터에 필요한 최소 대역폭이 BPSK의 절반이라는 설명은 옳다.
동상·직교 두 갈래 변조기가 필요해 송신기 구조가 더 복잡하다는 설명은 옳다.

곱셈기는 입력 신호와 VCO 출력의 위상차를 검출하는 위상비교기 역할을 한다.
그림의 루프는 곱셈기 → LPF → VCO → 곱셈기로 되돌아오는 구조다. 두 정현파를 곱하면 위상차에 따른 저주파 성분이 생기고, LPF가 이를 걸러 위상오차 전압을 만든다.
외부 전압으로 주파수를 바꾸는 것은 VCO의 역할이다.
고주파 성분을 제거하는 것은 LPF(루프 여파기)의 역할이다.
곱셈기는 오차를 검출할 뿐 고정에 필요한 전압 크기를 만들어 주는 증폭 소자가 아니다.

비트 전송률은 48 kbps이다.
양자화 레벨이 64이면 표본당 비트 수는 $n=\log_2 64=6$비트이다.
$R=8000\,\mathrm{sample/s}\times6\,\mathrm{bit}=48000\,\mathrm{bps}=48\,\mathrm{kbps}$
표본당 비트 수를 8로 잘못 잡으면 64 kbps가 된다.

옳지 않은 것은 입력 변화폭이 클 때 스텝 크기가 작을수록 유리하다는 설명이다.
입력이 급하게 변하면 작은 스텝으로는 따라가지 못해 경사 과부하 잡음이 생긴다. 따라서 변화가 클 때는 스텝이 커야 하고, 변화가 작을 때는 작아야 입상 잡음이 줄어든다.
인접 표본의 차이를 부호화한다는 점에서 DPCM과 유사하다는 설명은 옳다.
차이를 ±Δ 한 가지로 1비트 양자화한다는 설명은 옳다.
입력 크기에 따라 스텝을 바꾸는 방식을 적응 델타 변조라 한다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 주파수변조에서 위상이 m(t)의 미분값에 비례한다는 설명이다.
FM은 순시 주파수가 m(t)에 비례하므로 위상은 그 적분에 비례한다. 즉 $\theta_i(t)=2\pi f_ct+2\pi k_f\int m(\tau)d\tau$이다.
PM은 $\theta_i(t)=2\pi f_ct+k_pm(t)$로 위상이 m(t)에 비례한다.
PM의 순시 주파수는 위상을 미분한 것이므로 m(t)의 미분값에 비례한다.
PM과 FM은 모두 진폭 $A_c$가 일정한 정포락선 변조다.

옳은 것은 야기-우다 안테나는 지향성이라는 설명이다.
야기-우다 안테나는 투사기 앞에 도파기, 뒤에 반사기를 두어 한 방향으로 전파를 모으는 단방향 지향성 안테나다.
파라볼라 안테나는 반사면으로 빔을 모으는 예민한 지향성 안테나다.
수직 접지 안테나는 수평면 내에서 무지향성이다.
루프 안테나는 루프 면 방향으로 최대인 8자형 지향성을 가진다.

옳지 않은 것은 수신 신호에 동일한 가중치를 준다는 설명이다.
스마트 안테나는 각 소자의 신호에 서로 다른 복소 가중치(진폭·위상)를 적응적으로 주어 원하는 방향으로 빔을 만들고 간섭 방향은 억제한다.
소자 신호의 보강·상쇄 간섭을 이용한다는 설명은 옳다.
빔 형성으로 지향성을 강화할 수 있다는 설명은 옳다.
가중치를 바꿔 주 빔 방향을 조정할 수 있다는 설명은 옳다.

적절하지 않은 것은 주파수가 낮을수록 신호감쇄가 커진다는 설명이다.
자유 공간 손실은 $\left(\dfrac{4\pi d f}{c}\right)^2$로 주파수가 높을수록 커진다.
거리가 멀수록 감쇄가 커진다는 설명은 옳다.
안테나 크기는 파장에 비례하므로 주파수가 높을수록 작아진다는 설명은 옳다.
이동 속도가 클수록 도플러 확산이 커져 채널이 시간에 따라 빨리 변한다는 설명은 옳다.

옳지 않은 것은 각 채널 신호가 서로 다른 주파수 대역으로 송신된다는 설명이다.
DS-CDM은 모든 채널이 같은 주파수 대역을 공유하고 채널마다 다른 확산 부호로 구분한다. 서로 다른 대역을 쓰는 것은 FDM이다.
전송 채널마다 다른 확산 부호로 구분한다는 설명은 옳다.
채널 구분에 왈쉬 부호, 확산에 PN 부호를 쓴다는 설명은 옳다.
수신단이 송신 부호를 알아야 역확산으로 채널을 분리할 수 있다는 설명은 옳다.