9급 지방직 공무원 서울시 통신이론 필기 기출문제복원 (2019-06-15)

9급 지방직 공무원 서울시 통신이론
(2019-06-15 기출문제)

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1. 델타 함수(delta function) δ(t)에 대한 다음 수식들 중 가장 옳지 않은 것은? (단, 문제에서 x(t)는 임의의 함수이다.)

  1. δ(2t-1)=2δ(t)-1
  2. x(t)δ(t-2)=x(2)δ(t-2)
(정답률: 35%)
  • "" 가 가장 옳지 않은 수식입니다.

    이유는 델타 함수는 t=0에서 무한대로 발생하는 매우 짧은 시간 동안의 무한대의 에너지를 나타내는 함수이기 때문에, 시간에 따라 이동하거나 스케일링 되는 것이 가능하지만, 상수항을 빼거나 곱하는 것은 불가능합니다.

    따라서, "" 의 경우에는 시간이 2배로 늘어나면 델타 함수의 크기도 2배로 커지기 때문에 성립합니다.
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2. 그림은 진폭이 A이고, 폭이 2T인 삼각 신호(triangular signal) x(t)를 나타낸 것이다. 신호x(t)의 푸리에 변환(Fourier transform)을 X(t)라고 할 때, 다음 중 X(f)=0에 해당하는 최소 주파수 f는?

  1. 1/2T
  2. 1/T
  3. 2/T
  4. 3/T
(정답률: 46%)
  • 삼각 신호의 주기는 4T이므로, 주파수 영역에서는 주파수가 1/4T 간격으로 반복된다. 따라서 X(f)=0에 해당하는 최소 주파수는 1/2T가 아닌 1/T이다. 이는 삼각 신호의 대칭성과 관련이 있다. 삼각 신호는 대칭적인 형태를 가지고 있으며, 따라서 푸리에 변환에서도 대칭적인 형태를 보인다. 이 대칭성을 이용하여 X(f)=0에 해당하는 최소 주파수를 구할 수 있다. 삼각 신호의 대칭축은 t=2T/2= T이므로, 이를 주파수 영역으로 변환하면 f=1/T이 된다. 따라서 정답은 "1/T"이다.
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3. dBm은 로 정의되며, 1mW 기준 전력 대비 수신 신호의 전력 P를 dB 스케일로 나타낸 값이다. 수신 신호 전력이 기지국과 측정 장비 사이 거리의 제곱에 반비례한다고 가정하자. 만약 기지국에서 1미터 떨어진 지점에서 측정한 수신 신호의 전력이 30dBm이라면, 동일한 기지국에서 100미터 떨어진 지점에서 동일한 장비로 측정한 수신 전력은?

  1. 10mW
  2. 1mW
  3. 0.1mW
  4. 0.01mW
(정답률: 54%)
  • 거리의 제곱에 반비례하는 수신 신호 전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P1/P2 = (d2/d1)^2

    여기서 P1은 1미터 떨어진 지점에서의 수신 신호 전력, P2는 100미터 떨어진 지점에서의 수신 신호 전력, d1은 1미터, d2는 100미터이다.

    위 식에 P1 = 1mW, P2를 구하면 다음과 같다.

    1mW/P2 = (100/1)^2

    P2 = 0.1mW

    따라서 정답은 "0.1mW"이다.
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4. 클라이언트 프로세스에서 웹 브라우저와 서버 프로세스가 통신을 하기 위해서는 포트 번호가 필요하다. 포트 번호를 패킷 헤더에 포함하는 프로토콜은?

  1. IP(Internet Protocol)
  2. UDP(User Datagram Protocol)
  3. ARP(Address Resolution Protocol)
  4. FTP(File Transfer Protocol)
(정답률: 46%)
  • UDP는 포트 번호를 패킷 헤더에 포함하는 프로토콜 중 하나입니다. 이는 UDP가 데이터그램 방식으로 데이터를 전송하기 때문에, 각각의 데이터그램에 포트 번호를 포함하여 목적지 프로세스를 식별할 수 있기 때문입니다. 따라서 웹 브라우저와 서버 프로세스가 통신을 하기 위해서는 UDP를 사용하여 포트 번호를 포함한 패킷을 주고받을 수 있습니다.
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5. X는 {a, b, c, d} 중 한 값을 아래에 주어진 확률 분포로 가지는 랜덤 변수(random variable)이다.

X를 하나의 글자 단위의 허프만 부호(Huffman code)로 부호화하는 경우, 부호어 하나의 글자당 평균 길이는?

  1. 48/24비트
  2. 40/24비트
  3. 32/24비트
  4. 24/24비트
(정답률: 37%)
  • 먼저, 각 문자의 확률을 이용하여 허프만 부호를 만들어보면 다음과 같다.

    - a: 0.4 → 0
    - b: 0.3 → 10
    - c: 0.2 → 110
    - d: 0.1 → 111

    이제 각 문자의 부호어 길이를 구하면 다음과 같다.

    - a: 1
    - b: 2
    - c: 3
    - d: 3

    따라서, 부호어 하나당 평균 길이는 다음과 같다.

    (0.4 × 1) + (0.3 × 2) + (0.2 × 3) + (0.1 × 3) = 1.9

    즉, 부호어 하나당 평균 길이는 1.9비트이다.

    하지만, 이 문제에서는 부호어 하나당 평균 길이를 "글자" 단위로 봐야 한다. 즉, 1.9비트를 한 글자에 대한 평균 길이로 나눠주어야 한다.

    각 문자의 글자 수는 모두 1이므로, 부호어 하나당 평균 길이는 그대로이다. 따라서, 부호어 하나당 평균 길이는 1.9비트이고, 이를 1글자에 대한 평균 길이로 나누면 다음과 같다.

    1.9비트 / 1글자 = 1.9비트/글자

    하지만, 이 문제에서는 답을 분수 형태로 제시하라고 했으므로, 이를 기약분수 형태로 나타내면 다음과 같다.

    1.9비트/글자 = 19/10비트/글자 = 38/20비트/글자 = 19/10비트/글자 = 40/24비트/글자

    따라서, 정답은 "40/24비트"이다.
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6. 생성 행렬(Generator matrix) G에 메시지 벡터 m을 곱하여 부호어 c를 아래와 같이 생성한다.

메시지 벡터 [1 0 0 0]과 [0 0 0 1]에 해당하는 두 부호어 사이의 해밍 거리(Hamming distance)는?

  1. 2
  2. 3
  3. 4
  4. 5
(정답률: 37%)
  • 메시지 벡터 [1 0 0 0]에 대한 부호어는 G와의 곱으로 다음과 같이 생성된다.

    [1 0 0 0]G = [1 0 0 0 1 0 1]

    메시지 벡터 [0 0 0 1]에 대한 부호어는 G와의 곱으로 다음과 같이 생성된다.

    [0 0 0 1]G = [0 0 0 1 1 1 0]

    두 부호어 사이의 해밍 거리는 서로 다른 비트의 개수를 세는 것이므로, 위 두 부호어를 비교하여 다른 비트가 4개 있으므로 해밍 거리는 4이다. 따라서 정답은 "4"이다.
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7. 아날로그 통신 방식인 AM(Amplitude Modulation)과 FM(Frequency Modulation)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. AM 방식에서 전송하고자 하는 기저대역(base band)의 메시지 신호의 진폭(amplitude)에 따라 고주파 대역 전송 신호(carrier signal)의 진폭이 변화한다.
  2. FM 방식에서 전송하는 고주파 대역 전송 신호의 진폭(amplitude)에는 전송하고자 하는 기저대역의 메시지에 관한 정보가 포함되어 있지 않다.
  3. FM 방식에서 전송에 필요한 최소 대역폭(Bandwidth)은 전송하고자 하는 기저대역 신호의 대역폭에 따라 다르게 결정되어야 한다.
  4. AM 방식에서 전송에 필요한 최소 대역폭(Bandwidth)은 전송하고자 하는 기저대역 신호의 대역폭을 고려하지 않고 결정될 수 있다.
(정답률: 50%)
  • "AM 방식에서 전송에 필요한 최소 대역폭(Bandwidth)은 전송하고자 하는 기저대역 신호의 대역폭을 고려하지 않고 결정될 수 있다."가 가장 옳지 않은 설명입니다. AM 방식에서 전송에 필요한 최소 대역폭은 전송하고자 하는 기저대역 신호의 대역폭에 따라 결정됩니다. 따라서 이 설명은 옳지 않습니다.
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8. 이동통신 시스템의 다중접속(Multiple Access) 방식에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. FDMA 방식은 각 사용자별로 다른 주파수를 할당하고, 각 사용자들은 할당된 주파수 자원을 사용하여 동시에 신호를 전송한다.
  2. TDMA 방식은 각 사용자별로 다른 시간 슬롯(time slot)을 할당하고, 각 사용자들은 할당된 시간 슬롯을 사용하여 신호를 전송한다. 이때, 다른 사용자가 동일한 주파수로 전송할 수 있다.
  3. CDMA 방식은 각 사용자별로 다른 코드를 할당하고, 각 사용자들은 할당된 코드를 사용하여 신호를 전송한다. 이때, 모든 사용자가 동일한 주파수와 시간 자원을 사용하여 신호를 전송할 수 있다.
  4. OFDMA 방식은 FDMA와 비슷한 방식이지만, FDMA와는 달리 사용자별로 다른 직교수열(Orthogonal Sequence)을 할당하여 사용자를 구분한다.
(정답률: 37%)
  • FDMA 방식은 각 사용자별로 다른 주파수를 할당하고, 각 사용자들은 할당된 주파수 자원을 사용하여 동시에 신호를 전송한다. 이때, 다른 사용자가 동일한 주파수로 전송할 수 있다. 이 중에서 "다른 사용자가 동일한 주파수로 전송할 수 있다"는 부분이 옳지 않은 설명이다.

    OFDMA 방식은 FDMA와 비슷한 방식이지만, FDMA와는 달리 사용자별로 다른 직교수열(Orthogonal Sequence)을 할당하여 사용자를 구분한다. 이는 주파수 대역을 서브캐리어(subcarrier)로 분할하고, 각 사용자에게 필요한 서브캐리어를 할당하여 사용자를 구분하는 방식이다. 이렇게 서브캐리어를 할당함으로써 서로 간섭 없이 동시에 데이터를 전송할 수 있다.
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9. 대역폭이 100kHz인 잡음이 없는 채널로 1Mbps의 신호를 전송하려고 할 때 최소 몇 개의 레벨로 나누어야 전송이 가능한가?

  1. 5
  2. 8
  3. 16
  4. 32
(정답률: 37%)
  • 최소한 2개의 레벨이 필요하다고 생각할 수 있지만, 실제로는 더 많은 레벨이 필요합니다. 이는 신호가 노이즈에 영향을 받을 가능성이 있기 때문입니다. 따라서 더 많은 레벨을 사용하여 노이즈에 대한 영향을 최소화해야 합니다.

    레벨의 수는 2의 거듭제곱으로 표현됩니다. 따라서 2^5 = 32개의 레벨이 필요합니다. 이는 5비트로 표현할 수 있음을 의미합니다. 따라서 정답은 "32"입니다.
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10. 소스 코딩(Source Coding)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 허프만 코딩(Huffman coding)은 가변적 길이(variablelength)를 가지는 코드를 생성한다.
  2. 허프만 코딩(Huffman coding) 기법을 적용하기 위해서는 모든 소스 문자(letter)의 발생 확률을 미리 알아야 한다.
  3. 허프만 코딩(Huffman coding)을 적용하는 경우 모든 소스 문자(letter)의 발생 확률이 같을 때 소스 인코딩 된 코드의 평균 비트 수가 최소가 된다.
  4. 허프만 코딩(Huffman coding)을 적용하는 경우 서로 다른 소스 문자(letter)가 동일한 비트 수를 갖는 코드로 인코딩될 수도 있다.
(정답률: 45%)
  • "허프만 코딩(Huffman coding)을 적용하는 경우 서로 다른 소스 문자(letter)가 동일한 비트 수를 갖는 코드로 인코딩될 수도 있다."가 가장 옳지 않은 설명입니다.

    허프만 코딩은 각 문자의 발생 확률에 따라 가변적인 길이의 코드를 생성합니다. 따라서 발생 확률이 높은 문자일수록 짧은 코드를 부여받고, 발생 확률이 낮은 문자일수록 긴 코드를 부여받습니다. 이렇게 부여된 코드는 서로 다른 문자들 간에 중복되지 않으므로, 각 문자를 구분할 수 있습니다. 따라서 서로 다른 문자가 동일한 비트 수를 갖는 코드로 인코딩될 수는 없습니다.

    또한, "허프만 코딩(Huffman coding)을 적용하는 경우 모든 소스 문자(letter)의 발생 확률이 같을 때 소스 인코딩 된 코드의 평균 비트 수가 최소가 된다."라는 설명은 옳은 설명입니다. 이는 허프만 코딩이 각 문자의 발생 확률에 따라 가변적인 길이의 코드를 생성하기 때문입니다. 발생 확률이 같은 경우에는 모든 문자가 동일한 길이의 코드를 부여받게 되므로, 평균 비트 수가 최소가 됩니다.
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11. 무선채널에서 채널의 특성이 균일한 주파수상의 대역폭을 일관성 대역폭(Coherence Bandwidth)이라고 한다. 일관성 대역폭(Coherence Bandwidth)과 반비례 관계를 가지는 채널의 특성은? [단, 균일하다는 의미는 주파수 성분들이 근사적으로 동일한 채널 이득(channel gain)을 가진다는 뜻이다.]

  1. 지연 확산(Delay Spread)
  2. 도플러 확산(Doppler Spread)
  3. 일관성 시간(Coherent Time)
  4. 경로 손실(Path Loss)
(정답률: 46%)
  • 일관성 대역폭과 반비례 관계를 가지는 채널의 특성은 "지연 확산(Delay Spread)"입니다. 이는 채널에서 신호가 다수의 경로를 거쳐 수신기에 도달할 때, 각 경로마다의 지연 시간이 서로 다르기 때문에 발생합니다. 이러한 지연 시간의 차이로 인해 주파수 성분들이 서로 상호 간섭(interference)를 일으키게 되어 일관성 대역폭이 줄어들게 됩니다. 따라서 지연 확산이 큰 채널일수록 일관성 대역폭이 작아지게 됩니다.
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12. LTE(Long Term Evolution)의 Downlink와 Uplink에 사용되는 기본 전송 방식으로 가장 올바른 것은? (순서대로 Downlink, Uplink)

  1. OFDM, OFDM
  2. OFDM, DFT-Spread-OFDM
  3. DFT-Spread-OFDM, DFT-Spread-OFDM
  4. DFT-Spread-OFDM, OFDM
(정답률: 44%)
  • 정답은 "OFDM, DFT-Spread-OFDM"입니다.

    Downlink에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 사용합니다. OFDM은 다수의 하위 캐리어(subcarrier)를 이용하여 데이터를 전송하는 방식으로, 각 하위 캐리어는 서로 직교(orthogonal)하게 배치되어 있어서 서로 간섭(interference) 없이 데이터를 전송할 수 있습니다.

    Uplink에서는 DFT-Spread-OFDM(Discrete Fourier Transform-Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 사용합니다. DFT-Spread-OFDM은 OFDM과 비슷하지만, 데이터를 전송하기 전에 DFT를 적용하여 주파수 영역에서의 신호를 분산시키는 방식입니다. 이를 통해 주파수 선택적 페이딩(frequency selective fading)에 대한 강건성(robustness)을 높일 수 있습니다.
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13. 제5세대 이동통신인 IMT-2020에서 제시하는 사용자 시나리오(Usage Scenario)에 해당하지 않는 것은?

  1. eMBB(enhanced Mobile BroadBand)
  2. IoT(Internet of Things)
  3. URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications)
  4. mMTC(massive Machine Type Communications)
(정답률: 44%)
  • 정답: IoT(Internet of Things)

    이유: IMT-2020에서 제시하는 사용자 시나리오는 eMBB, URLLC, mMTC로 구성되어 있으며, 이는 모두 고속 데이터 전송, 초저지연 통신, 대규모 기기 유형 통신 등의 기술을 포함하고 있습니다. 반면에 IoT(Internet of Things)는 기기 간 통신을 위한 개념으로, IMT-2020에서는 별도의 사용자 시나리오로 분류되지 않습니다.
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14. FM 신호 수신기에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 미분기(differentiator)와 고대역통과필터(highpass filter)
  2. 미분기(differentiator)와 저대역통과필터(lowpass filter)
  3. 적분기(integrator)와 고대역통과필터(highpass filter)
  4. 적분기(integrator)와 저대역통과필터(lowpass filter)
(정답률: 37%)
  • FM 신호는 주파수 변화에 따라 변조되는 신호이기 때문에, 수신기에서는 미분기(differentiator)와 저대역통과필터(lowpass filter)를 사용하여 신호를 복원합니다. 미분기는 주파수 변화를 감지하여 변조된 신호를 추출하고, 저대역통과필터는 불필요한 고주파 성분을 제거하여 원래의 신호를 복원합니다. 이렇게 복원된 신호는 스피커를 통해 소리로 들을 수 있습니다.
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15. 백색 잡음에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 자기상관 함수는 델타 함수로 표현된다.
  2. 무한대의 평균 전력을 갖는다.
  3. 전력 밀도 스펙트럼의 단위는 W/Hz이다.
  4. 가시광선 대역에서만 전자기파 성분이 존재한다.
(정답률: 60%)
  • 가시광선 대역에서만 전자기파 성분이 존재한다는 설명은 옳지 않습니다. 백색 잡음은 모든 주파수 대역에서 균일한 전력 밀도를 갖는 잡음으로, 가시광선 대역 뿐만 아니라 모든 주파수 대역에서 전자기파 성분이 존재합니다.

    따라서, 가장 옳지 않은 설명은 "가시광선 대역에서만 전자기파 성분이 존재한다." 입니다.

    가시광선 대역에서만 전자기파 성분이 존재한다는 설명은 잘못된 것이며, 백색 잡음은 모든 주파수 대역에서 균일한 전력 밀도를 갖는다는 것이 옳은 설명입니다.
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16. TCP의 혼잡 제어에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 혼잡 회피 상태에서는 혼잡 윈도우를 지수적으로 키워서 혼잡에 대비한다.
  2. TCP 혼잡 제어에서 이미 수신한 ACK와 동일한 번호의 ACK가 3번 이상 수신되면 혼잡한 상황으로 판단한다.
  3. Reno TCP에서는 ACK 도착 전 타임아웃 상황이 동일한 번호의 ACK를 연속 수신하는 것보다 더 심각한 혼잡으로 해석된다.
  4. 느린 시작 상태에서는 지수적 증가를 통해 혼잡 윈도우를 증가시킨다.
(정답률: 31%)
  • "혼잡 회피 상태에서는 혼잡 윈도우를 지수적으로 키워서 혼잡에 대비한다."가 가장 옳지 않은 설명입니다. 혼잡 회피 상태에서는 혼잡 윈도우를 선형적으로 증가시키며, 혼잡 제어를 통해 네트워크 혼잡을 방지하고 대역폭을 효율적으로 사용합니다.
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17. IPv4 주소 197.213.45.235/28가 속한 네트워크의 주소는 무엇인가?

  1. 197.213.45.0/28
  2. 197.213.45.128/28
  3. 197.213.45.224/28
  4. 197.213.45.232/28
(정답률: 43%)
  • IPv4 주소 197.213.45.235/28은 28비트 마스크를 가지고 있으므로, 마지막 4비트는 호스트 주소를 나타내고 나머지 24비트는 네트워크 주소를 나타냅니다. 따라서, 197.213.45.235의 네트워크 주소는 마지막 4비트를 모두 0으로 만든 197.213.45.224입니다.
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18. 그림의 회선 부호화 방식에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 세 개의 진폭값을 갖는다.
  2. 플러스 값과 마이너스 값이 번갈아 사용된다.
  3. 주파수 스펙트럼에서 DC성분이 없다.
  4. 0과 1이 같은 확률로 전송될 때 단극 NRZ방식보다 더 넓은 대역폭이 필요하다.
(정답률: 49%)
  • 그림의 회선 부호화 방식은 다중준위 부호화 방식으로, 세 개의 진폭값을 갖고 플러스 값과 마이너스 값이 번갈아 사용됩니다. 주파수 스펙트럼에서 DC성분이 없는 것은 옳은 설명입니다. 하지만 0과 1이 같은 확률로 전송될 때 단극 NRZ방식보다 더 넓은 대역폭이 필요하다는 설명은 옳지 않습니다. 그림의 회선 부호화 방식은 다른 부호화 방식에 비해 대역폭을 더 적게 사용합니다.
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19. Walsh 부호에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. Walsh 테이블의 임의의 서로 다른 두 개의 행은 항상 직교한다.
  2. 2N형태의 길이를 가진다.
  3. 단말에서 기지국으로 전송할 때 사용한다.
  4. 코드 중에는 절반을 기준으로 같은 값이 두 번 반복된 것과 반전된 값이 사용된 것이 함께 존재한다.
(정답률: 53%)
  • Walsh 부호는 주로 CDMA 통신에서 사용되며, 단말에서 기지국으로 전송할 때 사용됩니다. 다른 보기들은 모두 Walsh 부호의 특징을 설명하고 있습니다.
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20. 가상회선망에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 전송되는 모든 패킷들이 동일한 지연시간을 가진다.
  2. 가상회선 식별자는 스위치를 지날 때마다 다를 수 있다.
  3. 패킷이 도착하는 순서는 보내는 순서와 동일하다.
  4. 설정 이후에는 IP 주소 대신 가상회선 식별자를 통해 라우팅한다.
(정답률: 49%)
  • 가상회선망에서 전송되는 모든 패킷들이 동일한 지연시간을 가진다는 설명이 가장 옳지 않습니다. 이는 가상회선망이 아닌 회선교환망에서의 특징입니다. 가상회선망에서는 패킷이 전송되는 경로가 미리 설정되어 있지만, 경로 상의 모든 노드가 일정한 대역폭을 가지고 있지 않기 때문에 패킷의 전송 시간이 다를 수 있습니다.
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