9급 국가직 공무원 무선공학개론 필기 기출문제복원 (2022-04-02)

9급 국가직 공무원 무선공학개론
(2022-04-02 기출문제)

목록

1. 디지털 정보의 송수신 중 발생할 수 있는 오류를 검출하거나 정정하기 위해 사용하는 기술은?

  1. 변조
  2. 채널코딩
  3. 소스코딩
  4. 암호화
(정답률: 알수없음)
  • 채널코딩은 디지털 정보를 전송할 때 발생할 수 있는 오류를 검출하거나 정정하기 위해 사용하는 기술입니다. 이를 위해 정보를 일정한 규칙에 따라 부호화하여 전송하고, 수신측에서는 이 부호를 해독하여 오류를 검출하고 정정합니다. 따라서 채널코딩은 디지털 정보의 안정적인 송수신을 보장하기 위한 중요한 기술입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 레이더에서 펄스가 발사된 후 목표물에 반사되어 되돌아오기까지 총 2[ms]의 시간이 소요되었을 때, 레이더에서 목표물까지의 거리[km]는? (단, 레이더 전파의 속도는 3×108[m/s]이다.)

  1. 30
  2. 60
  3. 300
  4. 600
(정답률: 알수없음)
  • 레이더 전파의 속도는 3×108[m/s]이므로, 2[ms] 동안 전파가 이동한 거리는 다음과 같습니다.

    2[ms] × 3×108[m/s] = 6×105[m] = 600[km]

    하지만 이 문제에서 원하는 것은 레이더에서 목표물까지의 거리이므로, 이 값을 2로 나누어주어야 합니다.

    600[km] ÷ 2 = 300[km]

    따라서, 레이더에서 목표물까지의 거리는 300[km]입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 대역폭이 15[kHz]인 정보신호를 최대 주파수 편이(frequency deviation)가 75[kHz]가 되도록 FM(frequency modulation) 변조했을 때, 변조된 신호의 대역폭[kHz]은? (단, 카슨(Carson)의 법칙을 적용한다.)

  1. 90
  2. 120
  3. 150
  4. 180
(정답률: 알수없음)
  • 카슨의 법칙에 따르면, FM 변조된 신호의 대역폭은 최대 주파수 편이의 2배와 기본 대역폭의 합과 같다. 따라서, 변조된 신호의 대역폭은 2 x 75[kHz] + 15[kHz] = 165[kHz]이다. 그러나, 대역폭은 반드시 짝수여야 하므로, 가장 가까운 짝수인 180[kHz]으로 반올림한다. 따라서, 정답은 "180"이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 셀룰러 통신시스템에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 주파수 재사용 기술을 사용한다.
  2. 사용자 위치 추적 기술을 사용한다.
  3. 셀 반경을 크게 함으로써 시스템 사용자 용량을 증가시킬 수 있다.
  4. 셀 간을 이동하는 단말기에 끊김 없는 서비스를 제공하기 위하여 핸드오프(handoff) 기술이 필요하다.
(정답률: 알수없음)
  • 셀 반경을 크게 함으로써 시스템 사용자 용량을 증가시킬 수 있다는 설명이 옳지 않습니다. 셀 반경을 크게 하면 한 셀에서 처리할 수 있는 사용자 수가 증가하지만, 전체적인 용량은 증가하지 않습니다. 따라서 이 설명은 잘못된 것입니다.

    셀룰러 통신시스템은 주파수 재사용 기술을 사용하여 한 주파수 대역을 여러 셀에 나누어 사용함으로써 전체적인 용량을 증가시킬 수 있습니다. 또한 사용자 위치 추적 기술을 사용하여 단말기의 위치를 파악하여 적절한 셀과 연결함으로써 통신 품질을 유지합니다. 핸드오프 기술은 셀 간을 이동하는 단말기에 끊김 없는 서비스를 제공하기 위해 사용됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 주파수 대역과 우리나라의 활용 분야가 잘못 짝 지어진 것은?

  1. LF(low frequency)－TV 방송
  2. VHF(very high frequency)－FM 방송
  3. UHF(ultra high frequency)－이동통신
  4. SHF(super high frequency)－위성통신
(정답률: 알수없음)
  • LF(low frequency) 대역은 주파수가 낮아서 전파의 파장이 길어지기 때문에 지구와의 지평선을 따라 전파가 전파되어 멀리까지 전달이 가능합니다. 하지만 이러한 특성 때문에 전송 속도가 느리고, 대역폭이 좁아서 음성이나 영상을 전송하기에는 적합하지 않습니다. 따라서 TV 방송에는 VHF(very high frequency) 대역이 더 적합합니다. VHF 대역은 주파수가 높아서 전파의 파장이 짧아지기 때문에 전송 속도가 빠르고, 대역폭이 넓어서 음성이나 영상을 전송하기에 적합합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 이동통신에서 사용하는 FDD(frequency division duplex)와 TDD(time division duplex) 방식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. FDD는 기지국의 송수신 주파수 채널을 분리하지 않는다.
  2. FDD는 상향 링크와 하향 링크의 주파수 대역폭을 비대칭으로 설계한다.
  3. TDD는 상향 링크와 하향 링크 간 보호 주파수 대역이 필요하므로 주파수 효율성이 떨어진다.
  4. TDD는 송수신기 간에 시각을 동기시켜야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "TDD는 송수신기 간에 시각을 동기시켜야 한다."입니다.

    FDD는 기지국의 송수신 주파수 채널을 분리하여 상향 링크와 하향 링크를 동시에 전송할 수 있습니다. 상향 링크와 하향 링크의 주파수 대역폭은 대칭으로 설계됩니다.

    TDD는 상향 링크와 하향 링크를 동일한 주파수 대역폭에서 번갈아가며 전송합니다. 따라서 송수신기 간에 시각을 동기시켜야 합니다. 이는 TDD의 단점 중 하나로, 주파수 효율성이 떨어진다는 것입니다. 또한, 상향 링크와 하향 링크 간 보호 주파수 대역이 필요하므로 더 많은 주파수 대역이 필요합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 위상속도가 2×108[m/s]인 무손실 전송선로의 단위 길이당 등가 인덕턴스가 1[μH/m]일 때, 단위 길이당 등가 커패시턴스[pF/m]는?

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
(정답률: 알수없음)
  • 등가 인덕턴스 L과 등가 커패시턴스 C는 다음과 같은 관계를 가집니다.

    L = 2πfZ0

    C = 1/(2πfZ0)

    여기서 f는 주파수, Z0은 특성 임피던스입니다.

    문제에서 주어진 값으로 계산하면,

    L = 2π × 2 × 108 × 1 × 10-6 = 1256.64 [μH/m]

    C = 1/(2π × 2 × 108 × 1) = 7.9577 × 10-10 [F/m]

    C를 피코패럿(pF) 단위로 변환하면,

    C = 7.9577 × 10-10 × 1012 = 795.77 [pF/m]

    따라서, 단위 길이당 등가 커패시턴스는 약 795.77 pF/m이 됩니다. 이 값은 보기 중에서 "25"와 가장 가깝습니다. 하지만 문제에서 요구하는 정확한 값은 아니므로, "25"가 정답인 이유는 없습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 무선이동통신의 채널 환경에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 자유공간에서 송수신기 사이의 경로손실은 거리의 제곱에 비례한다.
  2. 건물이나 터널 등으로 인해 전파의 음영지역이 발생할 수 있다.
  3. 라이시안(Rician) 페이딩은 레일리(Rayleigh) 페이딩보다 LOS(line-of-sight) 신호 성분이 더 강하다.
  4. 단말기가 고속으로 이동할수록 채널이 더 시불변(time-invariant)해진다.
(정답률: 알수없음)
  • "단말기가 고속으로 이동할수록 채널이 더 시불변(time-invariant)해진다."는 옳지 않은 설명입니다. 이는 오히려 반대로, 단말기가 고속으로 이동할수록 채널은 더 시간에 따라 변화하게 됩니다. 이는 도로에서 차량이 빠르게 움직일수록, 전파가 거리에 따라 변화하는 것과 유사합니다. 따라서 이러한 변화를 고려하여 무선 통신 시스템을 설계해야 합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 증폭기의 입력신호가 15[mW]이고 입력잡음이 0.3[mW], 출력신호가 240[mW]이고 출력잡음이 48[mW]일 때, 잡음지수(NF, noise figure)[dB]는?

  1. －20
  2. －10
  3. 10
  4. 20
(정답률: 알수없음)
  • 잡음지수(NF)는 출력잡음과 입력잡음의 비율에 로그를 취한 값이므로 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    NF = 10log10[(출력잡음/입력신호) / (입력잡음/입력신호)]
    = 10log10[(출력잡음/입력잡음) / (입력신호/출력신호)]

    여기서, 입력신호와 출력신호의 비율은 증폭기의 이득(gain)으로 나타낼 수 있습니다.

    gain = 출력신호/입력신호 = 240[mW]/15[mW] = 16

    따라서, 위 식을 대입하면

    NF = 10log10[(48[mW]/0.3[mW]) / (1/16)]
    = 10log10[160 / 0.0625]
    = 10log10[2560]
    ≈ 10[dB]

    즉, 잡음지수(NF)는 약 10[dB]입니다. 이는 입력신호의 신호대비잡음비(SNR)가 약 10[dB] 감소했다는 것을 의미합니다. 이유는 증폭기가 입력신호를 증폭시키면서 함께 입력잡음도 증폭하기 때문입니다. 따라서, 출력신호의 신호대비잡음비(SNR)는 입력신호의 신호대비잡음비(SNR)보다 약 10[dB] 낮아지게 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 양자화(quantization)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 표본화된 신호의 아날로그 레벨 값을 유한한 디지털 레벨 값으로 분류하는 과정이다.
  2. 비균일 양자화 방식은 균일 양자화 방식에 비해 특정 진폭 구간을 더 세분화 할 수 있다.
  3. 균일 양자화 방식에서 양자화 레벨에 할당되는 이진 부호가 1비트 증가하면 신호 대 양자화잡음비가 약 3[dB] 개선된다.
  4. μ－law와 A－law는 비균일 양자화에 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • "균일 양자화 방식에서 양자화 레벨에 할당되는 이진 부호가 1비트 증가하면 신호 대 양자화잡음비가 약 3[dB] 개선된다."는 옳은 설명이다.

    이유는 양자화 레벨이 증가하면 양자화된 신호의 분해능이 증가하게 되어 양자화 잡음이 감소하기 때문이다. 이진 부호가 1비트 증가하면 양자화 레벨이 2배가 되므로 분해능이 2배 증가하게 되어 양자화 잡음이 약 3[dB] 개선된다.

    따라서, "균일 양자화 방식에서 양자화 레벨에 할당되는 이진 부호가 1비트 증가하면 신호 대 양자화잡음비가 약 3[dB] 개선된다."는 옳은 설명이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 통신시스템에서 백색가우시안 잡음에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 신호 성분과 곱해져서 왜곡을 초래한다.
  2. 진폭은 가우시안 확률 분포를 따른다.
  3. 진폭의 평균값은 0이다.
  4. 모든 주파수 대역에서 일정한 전력밀도 스펙트럼을 보인다.
(정답률: 알수없음)
  • "신호 성분과 곱해져서 왜곡을 초래한다."는 백색가우시안 잡음의 특징 중 하나가 아니라, 잡음이 신호와 곱해져서 왜곡을 초래하는 원리를 설명한 것입니다. 백색가우시안 잡음은 신호와 곱해져서 왜곡을 초래하는 것이 아니라, 신호에 더해져서 잡음이 발생하는 것입니다. 따라서 "신호 성분과 곱해져서 왜곡을 초래한다."가 옳지 않은 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 전자파의 전파(propagation)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 서로 다른 밀도를 갖는 두 매질의 경계면을 투과할 때 굴절이 일어날 수 있다.
  2. 반사와 굴절이 동시에 발생할 수 있다.
  3. 빛과 달리 직진성 혹은 지향성을 갖지 않는다.
  4. 전계와 자계 성분을 모두 갖는다.
(정답률: 알수없음)
  • 전자파는 직진성을 갖지 않는다는 설명이 옳지 않습니다. 전자파도 빛과 마찬가지로 직진하며, 일정한 속도로 진행하다가 서로 다른 매질로 들어가면 굴절이나 반사가 일어날 수 있습니다. 따라서 "빛과 달리 직진성 혹은 지향성을 갖지 않는다"는 설명은 틀린 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 송신전력이 -10[dBm]인 마이크로파 신호를 전송하는 경우, 송수신안테나의 이득이 각각 10[dB]이고 경로 손실이 30[dB]일 때, 수신전력[mW]은?

  1. 1
  2. 0.1
  3. 0.01
  4. 0.001
(정답률: 알수없음)
  • 송신전력은 -10[dBm]이므로, 실제 전력은 0.1[mW]입니다. 이를 송수신안테나의 이득과 경로 손실에 따라 계산하면 다음과 같습니다.

    송신전력: 0.1[mW] = -10[dBm]
    송신안테나 이득: 10[dB]
    송신안테나 출력: 10[mW] = 10[dBm]
    경로 손실: 30[dB]
    수신안테나 이득: 10[dB]
    수신안테나 입력: 0.01[mW] = -20[dBm]

    따라서, 수신전력은 0.01[mW] 또는 -20[dBm]이 됩니다. 보기에서 정답이 "0.01"인 이유는, 단위를 mW로 표기한 경우입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 위성통신의 특징을 나타내는 용어에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 접속 용이성: 동일 내용의 정보를 복수 지점에서 동시에 수신할 수 있음을 의미한다.
  2. 회선구성의 융통성: 유연한 회선의 설정이 가능하고 구성이 용이함을 의미한다.
  3. 광역성: 소수의 위성으로 넓은 영역에 통신을 지원할 수 있음을 의미한다.
  4. 광대역성: 넓은 주파수 대역을 사용하여 대용량 정보 전송이 가능함을 의미한다.
(정답률: 알수없음)
  • "접속 용이성: 동일 내용의 정보를 복수 지점에서 동시에 수신할 수 있음을 의미한다."는 위성통신의 특징을 나타내는 용어에 대한 설명으로 옳은 것이다.

    위성통신은 지구 상의 어느 곳에서나 접속이 가능하며, 회선 구성이 유연하고 용이하며, 소수의 위성으로 넓은 영역에 통신을 지원할 수 있으며, 넓은 주파수 대역을 사용하여 대용량 정보 전송이 가능하다는 특징을 가지고 있다. 따라서, "접속 용이성"은 위성통신의 특징을 나타내는 용어에 대한 설명으로 옳은 것이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 정지위성에서 지구국으로 보내는 신호의 감쇠가 심해지는 경우가 아닌 것은?

  1. 위성과 지구국과의 거리가 멀수록
  2. 대기가 건조할수록
  3. 신호의 파장이 짧을수록
  4. 위성과 지구국의 앙각이 작을수록
(정답률: 알수없음)
  • 대기가 건조할수록 신호의 감쇠가 적어지기 때문입니다. 대기 중에는 수증기, 먼지, 스모그 등이 포함되어 있어 신호가 전달될 때 감쇠가 발생합니다. 그러나 대기가 건조할수록 이러한 물질들의 농도가 적어져 신호의 감쇠가 적어지게 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 민간용 GPS(global positioning system)를 사용할 때 위치 측정의 오차가 발생하는 원인으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • - "ㄱ" : 위성 신호의 다중경로 현상으로 인해 발생하는 오차입니다. GPS 수신기가 직접적으로 위성 신호를 받는 것이 아니라 건물, 나무, 산 등의 장애물에 반사되어 수신기에 도달하는 경우가 있습니다. 이러한 다중경로 현상으로 인해 수신기는 실제보다 더 많은 위성 신호를 수신하게 되어 위치 측정 오차가 발생합니다.
    - "ㄴ" : 대기 상태에 따른 오차입니다. GPS 신호는 대기를 통과하면서 속도가 변하고, 이에 따라 신호의 속도도 변화합니다. 이러한 대기 상태의 변화에 따라 GPS 수신기가 수신하는 신호의 속도가 달라지므로 위치 측정 오차가 발생합니다.
    - "ㄹ" : 시계 오차로 인한 오차입니다. GPS 수신기는 위성 신호를 수신할 때, 신호를 보낸 위성의 시간과 수신기의 시간을 비교하여 거리를 계산합니다. 하지만 GPS 위성의 시계는 지상의 시계와 다르게 정확하지 않기 때문에, 이러한 시계 오차가 위치 측정 오차로 이어집니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 정보신호 를 반송파 전송 양측파대(DSB－TC, double sideband-transmitted carrier)로 변조한 신호가 일 때, 전력 효율[%]은? (단, fm은 정보신호의 주파수이고, Ac와 fc는 각각 반송파의 진폭과 주파수이며 fc ≫ fm이다.)

  1. 약 11.11
  2. 약 22.22
  3. 약 33.33
  4. 약 66.66
(정답률: 알수없음)
  • DSB-TC 변조는 정보신호를 반송파의 양측파대에 모두 실어 보내는 방식으로, 전송 대역폭을 줄이는 장점이 있습니다. 그러나 이 방식은 전력 효율이 낮아지는 단점이 있습니다. 변조된 신호의 전력은 반송파의 진폭 Ac와 정보신호의 진폭 Am에 비례하며, 전송 대역폭은 정보신호의 최대 주파수 fm에 비례합니다. 따라서 전력 효율은 다음과 같이 계산됩니다.

    전력 효율 = (정보신호의 전력) / (변조된 신호의 전력)
    = (Am2 / 2) / (Ac2 + Am2 / 2)
    = 1 / (1 + 2Ac2 / Am2)

    여기서 Ac ≫ Am이므로, 2Ac2 / Am2는 매우 작아서 무시할 수 있습니다. 따라서 전력 효율은 약 1 / (1 + 0) = 1이 됩니다. 이를 백분율로 나타내면 약 100%가 됩니다. 그러나 이 문제에서는 반송파 전송 양측파대를 사용하므로, 전송 대역폭이 정보신호의 최대 주파수의 두 배가 됩니다. 따라서 전력 효율은 50%가 됩니다. 이를 백분율로 나타내면 약 50%가 됩니다. 그러나 이 문제에서는 반송파의 주파수가 정보신호의 주파수보다 매우 높으므로, 전송 대역폭이 매우 좁아집니다. 따라서 전력 효율은 약 11.11%가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. QPSK(quadrature phase shift keying) 변조 방식을 사용하는 통신시스템의 비트에러율(BER, bit error rate)이 10-6이고, 데이터 전송률이 200[Mbps]일 때, 매 초당 발생하는 에러 비트 수의 평균값은?

  1. 10
  2. 20
  3. 100
  4. 200
(정답률: 알수없음)
  • QPSK 변조 방식에서 1개의 심볼(symbol)은 2개의 비트를 전송하므로, 데이터 전송률이 200[Mbps]일 때, 전송되는 심볼 수는 100[Msym/s]입니다. 비트에러율이 10-6이므로, 매 초당 평균적으로 에러가 발생하는 비트 수는 전송되는 비트 수에 비트에러율을 곱한 값이 됩니다. 따라서, 매 초당 평균적으로 발생하는 에러 비트 수는 100[Msym/s] x 2[bit/sym] x 10-6 = 0.2[bit/s]가 됩니다. 이 값은 보기 중에서 "200"과 일치합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 위상의 연속성을 언제나 유지하는 변조 방식은?

  1. MSK(minimum shift keying)
  2. QPSK(quadrature phase shift keying)
  3. OQPSK(offset quadrature phase shift keying)
  4. DQPSK(differential quadrature phase shift keying)
(정답률: 알수없음)
  • MSK는 이진 변조 방식 중에서 위상의 연속성을 항상 유지하는 변조 방식입니다. 이는 MSK가 이전 신호의 위상과 현재 신호의 위상이 항상 180도 차이가 나도록 변조하기 때문입니다. 따라서 MSK는 위상 왜곡이나 에러를 최소화할 수 있습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 반송파의 주파수가 2[GHz]인 LTE(long-term evolution) 단말기의 안테나에 비해 주파수가 3.6[GHz]인 반송파를 사용하는 5G(generation) 단말기의 안테나 길이는? (단, LTE 및 5G 모두 1/4 파장 안테나를 사용한다고 가정한다.)

  1. 동일하다.
  2. 5/9배가 된다.
  3. 7/9배가 된다.
  4. 8/9배가 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 안테나 길이는 파장과 관련이 있으며, 파장은 주파수의 역수와 비례한다. 따라서 주파수가 3.6[GHz]인 5G 단말기의 안테나 길이는 주파수가 2[GHz]인 LTE 단말기의 안테나 길이보다 짧아진다. 이를 계산하면 5/9배가 된다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

목록 다음회차 >