9급 국가직 공무원 무선공학개론 필기 기출문제복원 (2009-04-11)

9급 국가직 공무원 무선공학개론 2009-04-11 필기 기출문제 해설

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9급 국가직 공무원 무선공학개론
(2009-04-11 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 무선통신의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 무선통신을 위해서는 특정 용도에 할당된 전자파 주파수 대역을 사용해야 한다.
  2. 유선통신 방법에 비해 전송 과정에 잡음이 많이 발생한다.
  3. 무선통신을 사용하면 유선통신에 비해 주변 통신기기나 전자기기와의 전자파 간섭을 줄일 수 있다.
  4. 아날로그 무선통신의 경우 신호는 다른 반송파에 실려 전송된다.
(정답률: 100%)
  • 무선통신은 전파를 매체로 사용하므로 유선통신에 비해 주변 통신기기나 전자기기와의 전자파 간섭이 훨씬 더 많이 발생합니다.

    오답 노트
    특정 주파수 할당: 전파 간섭 방지를 위해 필수적임
    잡음 발생: 개방된 공간을 통해 전송되므로 유선보다 잡음에 취약함
    반송파 사용: 변조 과정을 통해 고주파 반송파에 실어 전송함
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2. 펄스 폭이 1[ms]인 구형파(Rectangular Pulse) 신호를 양측파대 억압반송파(DSB-SC) 진폭변조를 한다고 할 때 변조된 신호의 대역폭 [KHz]은? (단, 대역폭은 스펙트럼의 주엽(Mainlobe)의 주파수 범위(Null-to-Null Bandwidth)로 정의한다)

  1. 0.5
  2. 1
  3. 2
  4. 4
(정답률: 90%)
  • 구형파의 스펙트럼은 Sinc 함수 형태를 띠며, 주엽의 대역폭(Null-to-Null)은 펄스 폭의 역수의 2배로 계산됩니다. DSB-SC 변조 시 대역폭은 메시지 신호 대역폭의 2배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $BW = 2 \times \frac{1}{T}$
    ② [숫자 대입] $BW = 2 \times \frac{1}{1 \times 10^{-3}}$
    ③ [최종 결과] $BW = 2000\text{ Hz} = 2\text{ kHz}$
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3. 이동통신시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1세대 이동통신시스템의 하나인 AMPS는 아날로그 통신 시스템이다.
  2. 셀룰러 개념은 주파수 재사용을 통해 시스템 용량을 획기적으로 증가시킬 수 있다.
  3. 셀과 셀 간에 핸드오버 기능이 없이도 이동성을 보장할 수 있다.
  4. W-CDMA는 3세대 이동통신시스템의 하나이다.
(정답률: 87%)
  • 이동통신시스템에서 사용자가 하나의 셀에서 인접한 다른 셀로 이동할 때, 통신 끊김 없이 연결을 유지하기 위해서는 반드시 핸드오버(Hand-over) 기능이 필요합니다. 따라서 핸드오버 기능 없이 이동성을 보장할 수 있다는 설명은 틀린 것입니다.
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4. 수신측에서 아래와 같은 신호를 수신하였다. 사용된 변조 방식은?

  1. 주파수 변조
  2. 진폭 변조
  3. 위상 변조
  4. 펄스 폭 변조
(정답률: 91%)
  • 이미지에서 신호의 주파수는 일정하지만, 시간에 따라 신호의 진폭(높이)이 변하고 있는 것을 확인할 수 있습니다. 이는 전형적인 진폭 변조(AM)의 특성입니다.
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5. AM 라디오 방송에 할당된 주파수가 525[KHz]~1605[KHz]이다. 혼신을 피하기 위하여 한 방송국의 점유 주파수 대역폭이 9[KHz]일 때, 수용하는 채널수는?

  1. 120
  2. 125
  3. 130
  4. 135
(정답률: 100%)
  • 전체 할당된 주파수 대역폭을 개별 방송국의 점유 대역폭으로 나누면 수용 가능한 총 채널 수를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{f_{high} - f_{low}}{BW}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{1605 - 525}{9}$
    ③ [최종 결과] $N = 120$
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6. 대역폭이 제한되어 8[KHz] 이상에서 신호성분이 없는 아날로그 신호를 최소한 얼마의 표본화율[samples/s]로 표본화할 때 수신기에서 이산시간의 표본으로부터 원래의 아날로그 신호를 완벽하게 복원할 수 있는가?

  1. 4,000
  2. 8,000
  3. 16,000
  4. 32,000
(정답률: 알수없음)
  • 나이퀴스트 표본화 정리에 따라, 원래 신호를 완벽하게 복원하기 위해서는 신호가 가진 최고 주파수의 최소 2배 이상의 속도로 표본화해야 합니다.
    ① [기본 공식] $f_s = 2 \times f_{max}$
    ② [숫자 대입] $f_s = 2 \times 8000$
    ③ [최종 결과] $f_s = 16000$
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7. 펄스부호변조(PCM)의 구성으로 올바르게 나열한 것은?

  1. 정보신호－양자화－표본화－부호화－채널
  2. 정보신호－표본화－부호화－양자화－채널
  3. 정보신호－부호화－양자화－표본화－채널
  4. 정보신호－표본화－양자화－부호화－채널
(정답률: 100%)
  • PCM(펄스부호변조)은 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 과정으로, 연속적인 신호를 일정 간격으로 추출하는 표본화, 추출된 값을 대표값으로 바꾸는 양자화, 이를 이진수로 변환하는 부호화 순서로 진행됩니다.
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8. 광대역 무선 채널에서 다중경로 시간 지연확산(delay spread)으로 인한 페이딩으로 옳은 것은?

  1. 느린 페이딩(Slow Fading)
  2. 주파수 선택적 페이딩(Frequency Selective Fading)
  3. 라이시안 페이딩(Rician Fading)
  4. 빠른 페이딩(Fast Fading)
(정답률: 80%)
  • 다중경로 시간 지연확산(delay spread)이 신호의 심볼 주기보다 길어지면, 서로 다른 경로로 들어온 신호들이 겹쳐 주파수 영역에서 특정 주파수 성분이 감쇄되는 주파수 선택적 페이딩(Frequency Selective Fading)이 발생합니다.
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9. 열잡음(Thermal Noise)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 특정 주파수 대역에서만 분포되어 나타난다.
  2. 주파수가 높아질수록 열잡음이 커진다.
  3. 비연속적이고 비정규적인 펄스나 순간적인 잡음 스파이크이다.
  4. 온도가 낮아질수록 열잡음은 작아진다.
(정답률: 55%)
  • 열잡음은 도체 내 전자들의 무작위한 열운동에 의해 발생하며, 절대온도 $T$에 비례하므로 온도가 낮아질수록 잡음의 세기도 작아집니다.

    오답 노트
    특정 주파수 대역: 모든 주파수 대역에 걸쳐 나타나는 백색 잡음입니다.
    주파수 비례: 주파수와 관계없이 일정하게 분포합니다.
    비연속적 펄스: 이는 충격 잡음(Impulse Noise)에 대한 설명입니다.
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10. 극초단파(UHF) 이상에 사용하는 안테나의 종류는?

  1. 헬리컬(Helical)
  2. 롬빅(Rhombic)
  3. 카세그레인(Cassegrain)
  4. 루프(Loop)
(정답률: 64%)
  • 카세그레인 안테나는 고이득을 얻기 위해 부반사경을 사용하는 대형 파라볼라 안테나의 일종으로, 극초단파(UHF) 이상의 고주파 대역에서 주로 사용됩니다.
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11. 전파가 도달할 수 없는 빌딩의 뒷편에서도 전파가 수신된 현상을 통해 알 수 있는 전파의 특성은?

  1. 회절성
  2. 직진성
  3. 간섭성
  4. 굴절성
(정답률: 100%)
  • 전파가 장애물을 만나면 그 뒤편까지 휘어져 들어가는 성질을 회절성이라고 합니다. 빌딩 뒷편에서도 수신이 가능한 것은 바로 이 회절 특성 때문입니다.
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12. GPS(Global Positioning System)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. NAVSTAR라고 부르는 24개의 위성으로 구성되어 있다.
  2. 모두 6개의 궤도면에서 위성이 돌고 있다.
  3. 위성이 궤도를 도는 주기는 24시간 이다.
  4. GPS 정확도에 영향을 미치는 요인으로 다중경로 페이딩 및 섀도잉 효과가 있다.
(정답률: 알수없음)
  • GPS 위성은 지구를 약 12시간마다 한 번씩 회전하도록 설계되어 있습니다. 따라서 위성이 궤도를 도는 주기가 24시간이라는 설명은 틀린 내용입니다.
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13. 사용 궤도별 이동위성시스템의 특징을 설명한 것 중에 옳지 않은 것은?

  1. GEO(정지궤도위성)는 적도상에 위치하며 지구의 자전주기와 일치하고 전파 지연 시간이 짧다.
  2. 비정지궤도위성에는 저궤도(LEO), 중궤도(MEO), 타원궤도(HEO) 위성이 있다.
  3. LEO(저궤도위성)는 Little LEO와 Big LEO로 구분할 수 있다.
  4. LEO(저궤도위성)는 지구와 가까워 이동통신 단말기의 출력을 낮게 해도 통화품질을 상대적으로 높일 수 있다.
(정답률: 92%)
  • GEO(정지궤도위성)는 약 $36,000\text{ km}$의 매우 높은 고도에 위치하므로, 저궤도 위성에 비해 전파 지연 시간이 매우 깁니다.

    오답 노트
    비정지궤도위성: LEO, MEO, HEO가 포함되는 것이 맞습니다.
    Little LEO / Big LEO: LEO 위성의 구분 방식이 맞습니다.
    LEO의 출력: 고도가 낮아 전파 경로 손실이 적으므로 단말기 출력을 낮게 유지할 수 있습니다.
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14. 마이크로파에서 무손실 전송선로의 특성임피던스를 올바르게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 무손실 전송선로에서 특성임피던스는 단위 길이당 인덕턴스 $L$과 커패시턴스 $C$의 비율에 루트를 씌운 값으로 정의됩니다.
    $$\text{특성임피던스} = \sqrt{\frac{L}{C}}$$
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15. 무선 네트워크 기술에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 초광대역(UWB)기술은 임펄스 라디오 또는 무반송파 무선통신기술이라고 부른다.
  2. Zigbee는 저전력, 저비용의 장점을 가진 무선통신기술이다.
  3. 블루투스는 2.4 [MHz] ISM 대역을 사용하는 무선통신기술이다.
  4. 전자태그(RFID)는 전원의 공급 여부에 따라 능동형 태그와 수동형 태그로 크게 나눌 수 있다.
(정답률: 64%)
  • 블루투스는 $2.4\text{ GHz}$ ISM 대역을 사용하는 무선통신기술입니다. 보기에서 제시한 $2.4\text{ MHz}$는 주파수 단위가 잘못 설정되었습니다.
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16. 레이더의 거리분해능(Range Resolution)이 30m일 때, 레이더의 펄스 폭[μs]은? (단, 전파의 속도는 3×108[m/s]이다)

  1. 2
  2. 1
  3. 0.1
  4. 0.2
(정답률: 60%)
  • 레이더의 거리분해능은 펄스 폭에 의해 결정되며, 전파가 왕복하는 시간을 고려하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{2R}{c}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{2 \times 30}{3 \times 10^{8}}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 0.2 \mu s$
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17. 글라이드 패스(Glide Path)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. UHF 대의 전파를 이용한다.
  2. 90[Hz], 150[Hz] 및 200[Hz]로 변조된 3 전파에 의해 나타나게 된다.
  3. 활주로의 중심선의 연장면을 나타낸다.
  4. 부채꼴 형태의 지향성 전파로 나타낸다.
(정답률: 40%)
  • 글라이드 패스(Glide Path)는 항공기가 착륙 시 적절한 강하각을 유지하도록 안내하는 시스템으로, UHF 대역의 전파를 사용하여 정밀 접근을 지원합니다.

    오답 노트
    90Hz, 150Hz, 200Hz 변조 전파: 로컬라이저(Localizer)의 특징입니다.
    활주로 중심선 연장면: 로컬라이저(Localizer)가 제공하는 정보입니다.
    부채꼴 형태의 지향성 전파: 로컬라이저(Localizer)의 전파 특성입니다.
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18. 무선통신방식의 종류인 FDMA, TDMA, CDMA의 특징 중 옳지 않은 것은?

  1. TDMA는 주파수대역과 타임슬롯 수에 의해 용량이 제한되지 않는다.
  2. FDMA는 음성부호화가 불필요하다.
  3. CDMA는 사용자별로 의사잡음부호(PN:Pseudo Noise)를 할당하여 준다.
  4. FDMA는 망의 동기화가 필요하지 않다.
(정답률: 85%)
  • TDMA(시분할 다중접속)는 한정된 주파수 대역을 시간 슬롯으로 나누어 사용하므로, 전체 용량은 할당된 주파수 대역폭과 타임슬롯의 수에 의해 직접적으로 제한됩니다.

    오답 노트
    FDMA: 아날로그 전송이 가능하여 음성부호화가 불필요하며, 각 사용자가 고유 주파수를 가지므로 망 동기화가 필요 없음
    CDMA: 사용자별 고유 PN 코드를 사용하여 구분함
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19. 스펙트럼 확산(Spread Spectrum) 통신의 장점에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 재밍(Jamming)에 강하다.
  2. 사용자마다 고유한 코드를 사용해 암호화함으로 통화비밀을 유지할 수 있다.
  3. 페이딩(Fading) 채널 전파환경에서 영향이 적다.
  4. TDMA에 비해 정확한 전송시간 조정이 필요하다.
(정답률: 알수없음)
  • 스펙트럼 확산 통신은 넓은 대역폭을 사용하여 재밍에 강하고, PN 코드를 통한 보안성이 높으며, 주파수 선택적 페이딩의 영향을 적게 받습니다. 정확한 전송시간 조정(동기화)이 매우 까다로운 방식은 TDMA의 특징이며, 스펙트럼 확산 방식의 단점이 아닙니다.
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20. 국내 주파수 사용 현황의 연결이 옳지 않은 것은?

  1. 이동전화－UHF 대역
  2. FM 방송－VHF 대역
  3. TV 방송－VHF 대역
  4. AM 방송－HF 대역
(정답률: 70%)
  • AM 방송은 일반적으로 HF 대역이 아닌 MF(중파) 대역을 사용합니다.

    오답 노트
    이동전화: UHF 대역 사용
    FM 방송: VHF 대역 사용
    TV 방송: VHF/UHF 대역 사용
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