[국회직 9급 방송통신공학] 22년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

옳지 않은 설명은 DVB-T가 8-VSB를 쓴다는 내용이다.
DVB-T는 유럽식 지상파 표준으로 COFDM 다중반송파 변조를 쓰고, 8-VSB는 ATSC 1.0의 단일반송파 변조 방식이다.
잡음에 강함: 디지털 신호는 임계값 판정과 오류 정정으로 복원되므로 아날로그보다 잡음에 강하다.
지역·국가별 방식 차이: 미국은 ATSC, 유럽은 DVB-T, 일본은 ISDB-T처럼 서로 다른 방식을 채택한다.
오류 정정 기능: 디지털 전송 표준은 RS 부호 같은 순방향 오류 정정을 포함한다.
우리나라의 방식: 우리나라 디지털 지상파 TV는 ATSC 계열을 채택했다.

널 패킷의 PID 값은 0x1FFF이다.
TS 패킷의 PID는 13비트 필드이고, 그 최댓값인 0x1FFF가 널 패킷 전용으로 예약되어 있다. 수신기는 이 패킷의 내용을 처리하지 않고 버리므로 보낼 데이터가 모자랄 때 전송속도를 일정하게 맞추는 채움 용도로 쓰인다.
0x0: PAT 전송에 예약된 PID이다.
0x10: DVB 계열에서 NIT 전송에 쓰는 PID이다.
0x1FF: 널 패킷용으로 예약된 값이 아니며, 13비트 최댓값보다 훨씬 작다.
0x1FF0: 13비트 범위 안의 값이지만 최댓값이 아니어서 널 패킷용 PID가 아니다.

옳지 않은 설명은 유럽식 디지털 위성 방송 방식이라는 내용이다.
ATSC 1.0은 미국에서 제정된 디지털 지상파 방송 표준이다. 유럽 쪽 위성 방송 표준은 DVB-S 계열이다.
PSI 정의: MPEG-2 TS를 쓰므로 PAT·PMT 같은 PSI를 그대로 사용한다.
AC-3 지원: ATSC 1.0의 오디오 압축 방식은 AC-3(Dolby Digital)이다.
PSIP 정의: 채널 안내·프로그램 정보를 담는 ATSC 고유의 시그널링이 PSIP이다.
MPEG2-TS 사용: 영상·오디오·데이터를 MPEG-2 TS 패킷으로 다중화해 전송한다.

옳지 않은 설명은 IP가 응용계층 프로토콜이라는 내용이다.
IP는 패킷의 주소 지정과 경로 설정을 맡는 인터넷 계층(네트워크 계층) 프로토콜이다. 응용계층 프로토콜로는 HTTP·DNS 등이 있다.
벤더 비의존성: TCP/IP는 공개 표준이므로 특정 제조사에 묶이지 않고 사용할 수 있다.
TCP의 계층: TCP는 전송계층에서 동작한다.
TCP의 재전송: 확인응답(ACK)을 바탕으로 양 끝단 사이에서 손실 세그먼트를 재전송한다.
IP의 라우팅: 라우터는 IP 주소를 기준으로 패킷의 경로를 결정해 전달한다.

IPTV 채널 전환 시 동작하는 프로토콜은 IGMP이다.
IPTV 실시간 채널은 멀티캐스트로 전달된다. 채널을 바꾸면 수신기가 IGMP로 이전 멀티캐스트 그룹을 탈퇴(leave)하고 새 그룹에 가입(join)한다.
DNS: 도메인 이름을 IP 주소로 변환한다.
ICMP: 네트워크 오류 통보와 ping 같은 진단에 쓰인다.
SNMP: 네트워크 장비를 감시하고 관리한다.
TFTP: UDP 기반의 단순 파일 전송에 쓰인다.

옳지 않은 설명은 코어의 굴절률이 클래드보다 작다는 내용이다.
빛이 코어 안에 갇혀 진행하려면 전반사가 일어나야 하므로, 코어의 굴절률이 클래드보다 커야 한다.
광대역 고속 전송: 광섬유는 대역폭이 매우 넓어 고속 전송에 적합하다.
분산과 손실: 전송 중 산란·흡수에 의한 손실과 펄스가 퍼지는 분산이 발생한다.
전송모드 구분: 전파되는 모드 수에 따라 단일모드와 다중모드로 나뉜다.
전반사 이용: 코어와 클래드의 경계면에서 일어나는 전반사로 빛을 전달한다.

옳지 않은 설명은 구간 1에서 5까지의 적분값이 1/e라는 내용이다.
델타함수는 $t = 0$에만 존재하는데 적분 구간에 $t = 0$이 포함되지 않는다.
따라서 적분값은 1/e가 아니라 0이다.
$\int_{1}^{5} \delta(t) e^{-t} dt = 0$
크기 정의: $t = 0$에서 무한대이고 그 밖에서는 0이라는 것은 델타함수의 정의이다.
우함수: $\delta(-t) = \delta(t)$가 성립한다.
면적: 전 구간 적분값은 1이다.
계단 함수와의 관계: 단위 계단 함수를 미분하면 델타함수가 된다.

시간 천이의 푸리에 변환은 원래 스펙트럼에 위상 항 $e^{-j 2 \pi f t_{0}}$을 곱한 형태이다.
정의식에서 $\tau = t - t_{0}$로 치환한다.
$\int_{-\infty}^{\infty} x(t - t_{0}) e^{-j 2 \pi f t} dt = \int_{-\infty}^{\infty} x(\tau) e^{-j 2 \pi f (\tau + t_{0})} d\tau$
상수 항을 적분 밖으로 빼면 결과는 다음과 같다.
$e^{-j 2 \pi f t_{0}} X(f)$
$X(f - t_{0})$에 음의 지수 위상을 곱한 식: 시간 천이는 주파수축을 이동시키지 않으므로 맞지 않다.
$dX(f)/df$: 주파수 영역 미분은 시간 영역에서 $t$를 곱하는 연산에 대응한다.
$X(f)/(j 2 \pi f)$: 시간 영역 적분에 대응한다.
$X(f - t_{0})$에 양의 지수 위상을 곱한 식: 주파수축 이동이 들어 있고 위상 부호도 반대이다.

두 신호를 곱하면 사각 펄스의 싱크형 스펙트럼이 ±1MHz로 옮겨 가고, 그 최댓값은 0.5이다.
정현파의 주파수는 주기의 역수이다.
$f_0 = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{1\,\mathrm{\mu s}} = 1\,\mathrm{MHz}$
높이 1, 폭 $\tau$인 사각 펄스의 스펙트럼 최댓값은 펄스의 넓이와 같다.
$F_2(0) = 1 \times \tau = 1 \times 10\,\mathrm{ms} = 0.01\,\mathrm{s}$
시간 영역의 곱은 주파수 영역에서 주파수 천이로 나타나고, 코사인의 진폭은 양쪽 성분에 절반씩 나뉜다.
$F(f) = \dfrac{100}{2}\,[F_2(f - f_0) + F_2(f + f_0)]$
따라서 최댓값은 다음과 같다.
$50 \times 0.01 = 0.5$
±1MHz에서 최댓값이 1인 분포는 코사인 진폭이 양쪽으로 절반씩 나뉘는 점을 빠뜨린 값이다.
±1MHz에서 최댓값이 50인 분포는 사각 펄스의 스펙트럼 최댓값 0.01을 곱하지 않은 값이다.
0과 2MHz에 중심이 있는 분포는 스펙트럼 중심이 ±1MHz가 아니고, 실수 신호의 스펙트럼이 갖는 $f = 0$ 대칭도 깨진다.
0과 -2MHz에 중심이 있는 분포도 같은 이유로 중심 위치와 대칭성이 맞지 않는다.

옳지 않은 설명은 음성압축 방식으로 HEVC를 적용한다는 내용이다.
HEVC(H.265)는 영상 압축 표준이다. 우리나라 지상파 UHD에서 음성은 별도의 오디오 압축 방식인 MPEG-H 3D Audio를 쓴다.
ATSC 3.0: 우리나라 지상파 UHD 방송은 ATSC 3.0을 기반으로 한다.
화면 해상도: 4K-UHD의 해상도는 $3840 \times 2160$이다.
OFDM 전송: ATSC 3.0의 물리계층은 OFDM을 사용한다.
SFN: OFDM의 특성을 활용해 여러 송신소가 같은 주파수로 송출하는 단일 주파수 망을 구성할 수 있다.

지상파 방송의 송신소 장비는 Exciter이다.
Exciter(여진기)는 방송 신호를 변조해 송신 주파수의 RF 신호로 만들고 전력증폭기로 넘기는 송신 장비이다.
Audio Mixing Unit: 스튜디오나 부조정실에서 여러 음성 신호를 섞는 제작 장비이다.
Video Mixing Unit: 부조정실에서 영상 소스를 전환·합성하는 제작 장비이다.
Camera Control Unit: 스튜디오 카메라의 화질과 동작을 조정하는 제작 장비이다.
ENG Camera: 현장 취재에 쓰는 휴대형 카메라이다.

최소 해밍 거리는 9 또는 10이다.
최대 정정 가능 비트수 $t$와 최소 해밍 거리 $d_{\min}$의 관계는 다음과 같다.
$t = \lfloor (d_{\min} - 1) / 2 \rfloor$
값을 대입하면 $d_{\min} = 9$일 때 $t = 4$, $d_{\min} = 10$일 때도 내림에 의해 $t = 4$이다. 즉 두 값 모두 조건을 만족한다.
5 또는 6: 정정 가능 비트수가 2이다.
7 또는 8: 정정 가능 비트수가 3이다.
11 또는 12: 정정 가능 비트수가 5이다.
13 또는 14: 정정 가능 비트수가 6이다.

옳지 않은 설명은 IP주소 길이가 64비트라는 내용이다.
IPv6 주소의 길이는 128비트이다. IPv4의 32비트 주소 부족을 해결하기 위해 주소 공간을 크게 늘렸다.
Hop Limit: 패킷이 거칠 수 있는 홉 수를 제한하는 필드로 IPv4의 TTL에 대응한다.
주소 형태: 유니캐스트·멀티캐스트·애니캐스트가 정의되며 브로드캐스트는 없다.
고정 헤더: 기본 헤더 길이는 40바이트로 고정되어 있다.
보안 기능: 확장 헤더인 AH·ESP를 통해 IPsec 보안 기능을 제공한다.

비트수를 1비트 늘리면 SQNR은 약 6 dB 개선된다.
정현파의 균일 양자화에서 비트수를 $n$이라 하면 다음 식이 성립한다.
$\mathrm{SQNR} = \dfrac{3}{2} \cdot 2^{2n}$
1비트 늘리면 전력비가 4배가 된다.
$10 \log_{10} 4 \approx 6.02 \, \mathrm{dB}$
2 dB: 전력비 약 1.6배에 해당한다.
3 dB: 전력비 2배에 해당한다.
4 dB: 전력비 약 2.5배에 해당한다.
5 dB: 전력비 약 3.2배에 해당한다.

극초단파(UHF) 대역의 주파수 범위는 300 MHz ∼ 3 GHz이다.
전파 대역은 주파수가 10배씩 커지는 구간으로 나뉘며, UHF는 초단파(VHF)의 바로 위 대역이다.
3 MHz ∼ 30 MHz: 단파(HF) 대역이다.
30 MHz ∼ 300 MHz: 초단파(VHF) 대역이다.
3 GHz ∼ 30 GHz: 센티미터파(SHF) 대역이다.
30 GHz ∼ 300 GHz: 밀리미터파(EHF) 대역이다.

우리나라 DMB의 영상압축 방식은 MPEG-4 Part 10 (H.264)이다.
H.264는 AVC라고도 부르며, 이전 표준보다 압축 효율이 높아 좁은 대역폭의 모바일 방송에 적합하다.
MPEG-1 Part 2: 비디오 CD 등에 쓰인 초기 영상 압축 표준이다.
MPEG-2 Part 2 (H.262): DVD와 ATSC 1.0 디지털 TV에 쓰인 영상 압축 표준이다.
MPEG-7 Part 3: 영상 내용을 기술하는 메타데이터 표준으로 압축 방식이 아니다.
MPEG-21: 멀티미디어 콘텐츠의 유통과 이용을 다루는 프레임워크 표준이다.

옳지 않은 표현은 전력비에 20 log를 적용한 식이다.
전력비의 데시벨 값은 10 log로 계산한다.
$10 \log_{10} \dfrac{p_{2}}{p_{1}} \, [\mathrm{dB}]$
전류비의 20 log: 전력이 전류의 제곱에 비례하므로 계수가 20이다.
전압비의 20 log: 전력이 전압의 제곱에 비례하므로 계수가 20이다.
0 dBm과 1 mW: dBm의 기준은 1 mW이므로 $10 \log_{10} 1 = 0$이다.
20 dBW와 100 W: dBW의 기준은 1 W이므로 $10 \log_{10} 100 = 20$이다.

선로의 특성 임피던스는 $20 \, \Omega$이다.
무손실 선로의 특성 임피던스는 개방 임피던스와 단락 임피던스의 기하평균이다.
$Z_{0} = \sqrt{Z_{oc} Z_{sc}}$
값을 대입해 계산한다.
$Z_{0} = \sqrt{40 \times 10} = \sqrt{400} = 20 \, \Omega$
4: 두 값의 비로, 특성 임피던스 공식이 아니다.
100: 단락 측정값을 제곱한 값이다.
400: 곱한 뒤 제곱근을 취하지 않은 값이다.
1600: 개방 측정값을 제곱한 값이다.

옳지 않은 설명은 주파수가 높을수록 회절성이 강해진다는 내용이다.
회절은 파장이 길수록 잘 일어나므로, 주파수가 높아 파장이 짧아지면 회절성은 약해진다.
수신 세기: 같은 거리와 같은 안테나 이득 조건에서는 주파수가 높을수록 자유공간 손실이 커져 수신 세기가 작아진다.
직진성: 주파수가 높을수록 파장이 짧아져 직진성이 강해진다.
파장과 주파수의 관계: 전파 속도가 일정하므로 둘은 반비례한다.
주파수와 파장의 곱: $v = f \lambda$이므로 곱은 전파 속도이다.

심볼당 비트수는 4비트이다.
신호점 수는 위상 수와 진폭 수의 곱이다.
$M = 8 \times 2 = 16$
심볼당 비트수는 신호점 수의 밑이 2인 로그로 구한다.
$\log_{2} 16 = 4$
64: 64-QAM의 신호점 수에 해당하는 값이다.
32: 32-QAM의 신호점 수에 해당하는 값이다.
16: 이 방식의 신호점 수로, 비트수가 아니다.
8: 위상 수로, 비트수가 아니다.