9급 국가직 공무원 무선공학개론 필기 기출문제복원 (2015-04-18)

9급 국가직 공무원 무선공학개론 2015-04-18 필기 기출문제 해설

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9급 국가직 공무원 무선공학개론
(2015-04-18 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 진폭변조시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. DSB-LC(Double Sideband-Large Carrier) 변조신호를 복조 할 때 포락선검파기(envelope detector)를 사용할 수 있다.
  2. DSB-SC(Double Sideband-Suppressed Carrier)와 SSB-SC(Single Sideband-Suppressed Carrier) 변조신호는 전송신호의 평균전력을 동일하게 전송하는 경우 동기검파기의 출력 신호 대 잡음비(S/N)가 같다.
  3. VSB(Vestigial Sideband) 시스템은 SSB 시스템에 비해서 대역폭을 넓게 사용한다.
  4. 진폭변조된 신호를 복조할 때 포락선검파기를 주로 사용하는 이유는 동기검파기보다 복조기 출력 신호의 신호 대 잡음비가 더 우수하기 때문이다.
(정답률: 73%)
  • 포락선검파기를 사용하는 주된 이유는 회로 구성이 매우 간단하고 비용이 저렴하기 때문입니다. 신호 대 잡음비(S/N) 측면에서는 동기검파기가 훨씬 더 우수합니다.
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2. 이동통신에서 수신신호의 크기가 불규칙적으로 변하는 것은 무선채널의 어떤 특성으로 인한 것인가?

  1. 페이딩
  2. 경로손실
  3. 백색잡음
  4. 다이버시티
(정답률: 91%)
  • 무선 채널에서 다중 경로 전파나 이동성으로 인해 수신 신호의 강도가 시간에 따라 불규칙하게 변하는 현상을 페이딩이라고 합니다.
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3. 저궤도(LEO) 위성통신에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 정지궤도(GEO) 위성에 비해서 도플러 효과(Doppler effect)의 영향이 거의 없다.
  2. 가시가능시간이 짧아서 위성 간 핸드오버가 필요하다.
  3. 정지궤도 위성보다 신호의 지연시간이 짧다.
  4. 지표면으로부터 500~2,000[km] 정도의 고도에서 운용된다.
(정답률: 81%)
  • 저궤도(LEO) 위성은 고도가 낮아 이동 속도가 매우 빠르기 때문에, 정지궤도(GEO) 위성에 비해 도플러 효과(Doppler effect)의 영향이 매우 크게 나타납니다.
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4. 위성통신에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 지역 내의 여러 지구국이 동시에 정보를 수집하기 용이하다.
  2. 지구국을 이동시키면 어디에서든 자유로이 단시간에 회선을 설정할 수 있다.
  3. 셀룰러 통신 시스템보다 신호의 지연시간이 짧다.
  4. 위성이 서비스할 수 있는 범위 내에서는 지상의 거리에 관계없이 원거리 통신에서 경제적이다.
(정답률: 96%)
  • 위성통신은 신호가 우주 공간의 위성까지 왕복해야 하므로, 지상 기지국을 이용하는 셀룰러 통신 시스템에 비해 전파 경로가 매우 길어 신호의 지연시간(Propagation Delay)이 훨씬 깁니다.
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5. 이동통신 채널의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 시간에 따른 채널특성의 변화가 적어 유선통신보다 안정적인 통신이 가능하다.
  2. 다중경로에 따른 페이딩 채널 특성을 가진다.
  3. 도플러 확산(Doppler spread)이 클수록 채널 변화가 심하다.
  4. 다이버시티 기법을 통해 성능을 개선할 수 있다.
(정답률: 96%)
  • 이동통신 채널은 단말기의 이동, 주변 장애물에 의한 다중경로 페이딩 등으로 인해 시간에 따라 채널 특성이 매우 급격하게 변하며, 이로 인해 유선통신보다 훨씬 불안정합니다.
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6. 레이더의 송수신 신호가 그림과 같을 때, 표적의 탐지거리[km]와 상대속도[m/s]는? (단, τ＝200[μs], T=500[μs], f0＝1.5[GHz], fd＝3[kHz], 전파속도는 3×108[m/s]이다)(순서대로 km, m/s)

  1. 60, 600
  2. 60, 300
  3. 30, 600
  4. 30, 300
(정답률: 29%)
  • 레이더의 탐지거리 $R$은 왕복 시간 $\tau$로, 상대속도 $v$는 도플러 주파수 $f_d$로 계산합니다.
    탐지거리 $R$:
    ① [기본 공식] $R = \frac{c \times \tau}{2}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{3 \times 10^{8} \times 200 \times 10^{-6}}{2}$
    ③ [최종 결과] $R = 30000 \text{ m} = 30 \text{ km}$
    상대속도 $v$:
    ① [기본 공식] $v = \frac{f_d \times c}{2 \times f_0}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{3000 \times 3 \times 10^{8}}{2 \times 1.5 \times 10^{9}}$
    ③ [최종 결과] $v = 300 \text{ m/s}$
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7. 레이더에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전자기파를 방사하고 표적에서 반사된 신호를 감지하여 방향, 위치, 속도 등 표적에 대한 정보를 파악한다.
  2. RCS(Radar Cross Section)가 클수록 반사된 신호 전력의 양이 많다.
  3. 레이더에서 보는 각도가 달라도 안테나로부터 동일거리에 동일표적이 있다면 반사된 신호전력의 양은 동일하다.
  4. 표적의 상대운동속도는 반사된 신호의 도플러 천이(Doppler shift)로 알 수 있다.
(정답률: 69%)
  • 레이더 반사 단면적(RCS)은 표적의 형상, 재질, 그리고 레이더가 표적을 바라보는 각도에 따라 달라집니다. 따라서 동일한 거리의 동일 표적이라도 각도가 다르면 반사되는 신호 전력의 양이 달라집니다.
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8. 그림과 같이 진폭 변조된 신호의 변조지수는?

  1. 0.2
  2. 0.5
  3. 0.7
  4. 0.8
(정답률: 95%)
  • 진폭 변조(AM)에서 변조지수는 최대 진폭과 최소 진폭의 차이를 최대 진폭과 최소 진폭의 합으로 나눈 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{V_{max} - V_{min}}{V_{max} + V_{min}}$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{3 - 1}{3 + 1}$
    ③ [최종 결과] $m = 0.5$
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9. CDMA 방식으로 한 단말기에 부호 [－1 ＋1 －1 ＋1 －1 ＋1]를 배정하였을 때 다른 단말기에 배정할 수 있는 부호는? (단, 서로 직교하는 부호를 동일 시간, 동일 주파수 대역을 사용하는 단말기에 부여한다)

  1. [－1 －1 ＋1 ＋1 －1 ＋1]
  2. [＋1 －1 ＋1 ＋1 ＋1 ＋1]
  3. [＋1 ＋1 －1 ＋1 －1 －1]
  4. [－1 ＋1 ＋1 －1 ＋1 ＋1]
(정답률: 53%)
  • CDMA에서 서로 다른 단말기에 배정되는 부호는 내적이 0이 되는 직교(Orthogonal) 관계여야 합니다. 주어진 부호 $[-1, 1, -1, 1, -1, 1]$와 각 보기를 내적하여 결과가 0이 되는 부호를 찾습니다.
    ① [내적 공식] $\sum_{i=1}^{n} a_i b_i$
    ② [숫자 대입] $(-1 \times -1) + (1 \times 1) + (-1 \times 1) + (1 \times -1) + (-1 \times 1) + (1 \times 1) = 1 + 1 - 1 - 1 - 1 + 1 = 0$
    ③ [최종 결과] $[-1, 1, 1, -1, 1, 1]$
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10. 16-QAM 변조에서 하나의 심벌은 몇 개의 비트인가?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 100%)
  • M-ary QAM에서 하나의 심벌이 가지는 비트 수 $n$은 $M = 2^n$의 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식] $n = \log_{2} M$
    ② [숫자 대입] $n = \log_{2} 16$
    ③ [최종 결과] $n = 4$
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11. OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 부반송파간의 직교성을 이용해 주파수 스펙트럼을 효율적으로 이용할 수 있다.
  2. 광대역 전송 시에 나타나는 주파수 선택적 채널이 심벌간 간섭이 없는 주파수 비선택적 채널로 근사화된다.
  3. FFT(Fast Fourier Transform) 기술을 사용한다.
  4. PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 작아 증폭기의 전력 효율이 높다.
(정답률: 95%)
  • OFDM은 수많은 부반송파를 사용하므로 이들의 합에 의해 피크 전력이 평균 전력보다 훨씬 높아지는 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 매우 큽니다. 이로 인해 증폭기의 전력 효율이 낮아지는 단점이 있습니다.
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12. 전송선로에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 반사계수가 0.5일 때 전압정재파비는 3이다.
  2. 이상적인 급전선에서 반사계수는 0이 되어 전압정재파비는 1이다.
  3. 단락회로의 반사계수는 1이다.
  4. 개방회로의 전압정재파비는 무한대이다.
(정답률: 69%)
  • 단락회로에서는 전압이 0이 되므로 반사계수는 -1이 됩니다. 반사계수의 크기가 1인 것은 맞으나 부호가 반대이므로 틀린 설명입니다.

    오답 노트
    반사계수 0.5일 때 전압정재파비 3: $\frac{1+0.5}{1-0.5} = 3$으로 적절함
    이상적인 급전선: 반사계수 0, 전압정재파비 1이 맞음
    개방회로: 반사계수가 1이 되어 전압정재파비가 무한대가 됨
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13. 전파에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 주파수가 높을수록 전리층 통과가 어려워진다.
  2. 주파수 대역폭이 넓어지면 전송속도를 증가시킬 수 있다.
  3. 주파수가 높을수록 안테나의 길이가 짧아진다.
  4. 주파수가 높을수록 장애물에서 회절 능력이 감소한다.
(정답률: 82%)
  • 전리층은 특정 임계 주파수보다 높은 주파수의 전파를 투과시키는 성질이 있으므로, 주파수가 높을수록 전리층 통과가 더 쉬워집니다.
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14. 안테나 이득이 20[dB]인 송신안테나에서 10[W]의 전력이 방사되었을 때 유효등방성방사전력(EIRP)[dBW]은?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 75%)
  • 유효등방성방사전력(EIRP)은 송신 전력에 안테나 이득을 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $EIRP = P_{dBW} + G_{dB}$
    ② [숫자 대입] $EIRP = 10\log_{10}(10) + 20$
    ③ [최종 결과] $EIRP = 30$
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15. PCM(Pulse Code Modulation)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 과표본화(Oversampling)란 최소 표본화 주파수보다 더 높은 주파수를 사용하여 표본화를 수행하는 것이다.
  2. 표본화 과정의 결과를 PPM(Pulse Position Modulation)이라 한다.
  3. 양자화(Quantization) 레벨 수가 많을수록 근사화오차가 작아지므로 양자화 잡음은 작아진다.
  4. 32개의 레벨 수로 양자화된 것을 부호화할 때 표본당 할당되는 비트의 수는 5이다.
(정답률: 84%)
  • PCM 과정에서 표본화(Sampling)를 통해 얻어지는 결과물은 펄스 진폭 변조인 PAM(Pulse Amplitude Modulation)입니다.
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16. 지그비(ZigBee)와 블루투스(Bluetooth)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 지그비는 물리계층 및 MAC 계층 표준으로 IEEE 802.15.1 규격을 사용한다.
  2. 지그비는 저전력으로 저속 데이터를 전송하는 근거리 무선통신 기술이다.
  3. 블루투스는 ISM(Industrial Scientific and Medical) 대역을 사용한다.
  4. 블루투스는 간섭 완화를 위해 주파수 도약을 사용한다.
(정답률: 74%)
  • 지그비(ZigBee)는 물리계층 및 MAC 계층 표준으로 IEEE 802.15.4 규격을 사용합니다. IEEE 802.15.1 규격은 블루투스(Bluetooth)의 표준입니다.
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17. 태양의 폭발에 의해 방출되는 하전 입자가 지구 전리층을 교란시켜 전파방해가 발생하는 자기폭풍(magnetic storm) 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 태양폭발이 선행하기 때문에 미리 예측할 수 있다.
  2. 3~20MHz 주파수대역보다 낮은 주파수 신호가 더 큰 영향을 받는다.
  3. 지속시간이 비교적 길어 1~2일 또는 수일 동안 계속된다.
  4. 지구 전역에서 발생하며 고위도 지방에서 더 심하다.
(정답률: 77%)
  • 자기폭풍은 태양폭발로 방출된 하전 입자가 전리층을 교란시키는 현상으로, 주로 $20\text{MHz}$이상의 높은 주파수 통신에 영향을 줍니다.

    오답 노트
    태양폭발 선행: 예측 가능함
    지속시간: 1~2일 또는 수일간 지속됨
    발생 범위: 지구 전역에서 발생하며 고위도 지방에서 더 심함
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18. 사물이나 생활 공간에 부착된 태그(tag)나 센서(sensor)로부터 사물 및 환경 정보를 감지하는 네트워크로 옳은 것은?

  1. HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)
  2. RFID/USN(Radio Frequency Identification/Ubiquitous Sensor Network)
  3. WCDMA(Wideband CDMA)
  4. LTE(Long Term Evolution)
(정답률: 96%)
  • RFID/USN(Radio Frequency Identification/Ubiquitous Sensor Network)은 태그와 센서를 통해 사물 및 환경 정보를 감지하고 네트워크로 연결하는 기술입니다.
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19. 이동통신 시스템의 입력 전력이 1[mW], 첫째 단의 이득이 －25[dB], 둘째 단의 이득이 50[dB], 그리고 셋째 단의 이득이 15[dB]일 때의 출력전력[W]은?

  1. 0.4
  2. 1
  3. 4
  4. 10
(정답률: 75%)
  • 전체 이득을 모두 합산하여 입력 전력에 적용함으로써 최종 출력 전력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{out} = P_{in} \times 10^{\frac{G_{total}}{10}}$
    ② [숫자 대입] $P_{out} = 1 \text{ mW} \times 10^{\frac{-25 + 50 + 15}{10}} = 1 \text{ mW} \times 10^{4}$
    ③ [최종 결과] $P_{out} = 10,000 \text{ mW} = 10 \text{ W}$
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20. 진폭변조 방식과 주파수변조 방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 광대역 주파수변조 방식에서 변조된 신호의 점유 대역폭은 변조 지수가 클수록 증가한다.
  2. 진폭변조 방식은 주파수변조 방식보다 잡음의 영향을 더 많이 받는다.
  3. 주파수변조 방식의 잡음 성분을 줄이기 위해 송신기에 디엠퍼시스(Deemphasis)를, 수신기에 프리엠퍼시스(Preemphasis)를 사용한다.
  4. 반송파 성분이 제거된 SSB 변조 방식은 복조를 하기 위하여 동기복조 방식을 사용한다.
(정답률: 83%)
  • 주파수변조(FM)의 잡음을 줄이기 위해서는 송신단에서 고역을 강조하는 프리엠퍼시스(Preemphasis)를 수행하고, 수신단에서 이를 다시 원래대로 되돌리는 디엠퍼시스(Deemphasis)를 수행해야 합니다.
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