9급 국가직 공무원 무선공학개론 필기 기출문제복원 (2010-04-10)

9급 국가직 공무원 무선공학개론
(2010-04-10 기출문제)

목록

1. 다음 중 위상의 불연속이 발생하지 않는 변조방식은?

  1. PSK
  2. MSK
  3. OQPSK
  4. QAM
(정답률: 알수없음)
  • MSK(Modified Shift Keying)는 위상 변조 방식 중에서 위상의 불연속이 발생하지 않는 변조 방식입니다. MSK는 이진 데이터를 위상 변조하여 전송하는데, 이때 위상이 180도가 아닌 90도씩 변화하면서 전송됩니다. 이러한 방식으로 전송되기 때문에 위상의 불연속이 발생하지 않습니다. 반면에 PSK(Phase Shift Keying)와 OQPSK(Offset Quadrature Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation)은 위상의 불연속이 발생할 수 있습니다.
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2. 일반적으로 레이더 시스템의 수신 감도를 높이기 위해 사용할 수 있는 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 레이더 시스템의 안테나 이득을 높인다.
  2. 레이더 시스템의 출력을 높인다.
  3. 높은 주파수의 신호를 사용한다.
  4. 높은 효율을 갖는 안테나를 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 높은 주파수의 신호를 사용하는 것은 수신 감도를 높이는 방법이 아니라, 더 멀리 있는 대상을 감지할 수 있는 능력을 높이는 방법입니다. 높은 주파수의 신호는 짧은 파장을 가지므로 더 높은 해상도를 제공하고, 더 작은 대상을 감지할 수 있습니다. 따라서, 높은 주파수의 신호를 사용하는 것은 레이더 시스템의 성능을 향상시키는 방법 중 하나입니다.
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3. 레이더의 최대 탐지거리를 결정하는 요소로 옳지 않은 것은?

  1. 레이더 신호의 펄스폭
  2. 송신전력
  3. 목표물의 유효 반사 단면적
  4. 안테나의 이득
(정답률: 알수없음)
  • 레이더 신호의 펄스폭은 레이더 신호의 지속시간을 결정하는 요소이며, 최대 탐지거리와는 직접적인 연관성이 없습니다. 최대 탐지거리는 송신전력, 목표물의 유효 반사 단면적, 안테나의 이득 등과 같은 요소들에 영향을 받습니다.
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4. 동기식 수신기(coherent receiver)를 사용하여 진폭변조된 신호를 복조하고자 한다. 수신기를 구성할 때 필요 없는 것은?

  1. 포락선 검출기(envelope detector)
  2. 혼합기(mixer)
  3. 저역통과 필터(lowpass filter)
  4. 반송파 복구회로(carrier recovery circuit)
(정답률: 알수없음)
  • 동기식 수신기는 진폭변조된 신호를 복조하기 위해 수신된 신호와 동일한 주파수의 반송파를 생성하고, 이를 혼합기를 통해 수신된 신호와 곱하여 원래의 기저대역 신호를 복원한다. 이때 필요한 것은 혼합기, 저역통과 필터, 반송파 복구회로이다. 포락선 검출기는 진폭변조된 신호의 진폭을 검출하는데 사용되는데, 동기식 수신기에서는 이미 복조된 기저대역 신호를 사용하기 때문에 필요하지 않다. 따라서 정답은 "포락선 검출기(envelope detector)"이다.
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5. 위성 통신에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 적도 상공 약 36,000km에 위치하며 지구의 자전 주기와 동일한 궤도 주기를 갖는 위성을 중궤도 위성이라고 한다.
  2. 우리나라에서 발사한 무궁화 위성은 정지 위성이다.
  3. 단파대 주파수(3~30MHz)를 주로 이용하여 위성의 중계를 통해 통신한다.
  4. 전송 지연과 전송 손실 문제가 발생하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 우리나라에서 발사한 무궁화 위성은 정지 위성이다. 이는 무궁화 위성이 적도 상공 약 36,000km에 위치하며 지구의 자전 주기와 동일한 속도로 움직이기 때문이다. 이러한 위치와 속도로 인해 무궁화 위성은 지구의 일정한 지점을 계속 바라보며 고정된 위치에 머무르는데, 이를 정지 위성이라고 한다.
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6. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. HSDPA는 핫스팟(hot spot)이라고 불리는 특정한 공공장소에서 제공되는 광대역 무선인터넷 접속 서비스이다.
  2. WiBro는 핸드셋, 노트북, PDA 또는 스마트폰 등 다양한 단말기를 이용하여 이동 중에도 고속으로 무선 인터넷이 가능한 서비스이다.
  3. WIPI는 한국형 무선 인터넷 플랫폼이다.
  4. UWB는 광대역화와 저전력을 통해서 협대역 무선기술보다 낮은 간섭을 갖는 기술이다.
(정답률: 알수없음)
  • "HSDPA는 핫스팟(hot spot)이라고 불리는 특정한 공공장소에서 제공되는 광대역 무선인터넷 접속 서비스이다." 이 설명은 옳은 설명입니다. HSDPA는 핫스팟이 아니라 3세대 이동통신망에서 사용되는 기술로, 이동 중에도 빠른 인터넷 접속이 가능합니다.
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7. 페이딩이 생기면 수신 전력이 저하되거나 파형의 일그러짐이 발생하여 통신 에러가 증가한다. 이러한 점을 개선하기 위한 방법으로 적당하지 않은 것은?

  1. 송수신 안테나 수를 증가시킨다.
  2. 여러 주파수를 사용하여 송수신한다.
  3. 같은 정보를 반복하여 송신한다.
  4. 고밀도 성상도(constellation)를 갖는 변조 방식을 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 고밀도 성상도(constellation)를 갖는 변조 방식을 사용하면 더 많은 정보를 한 번에 전송할 수 있기 때문에, 반복 송신이나 다른 주파수를 사용하는 것보다 더 효율적으로 페이딩을 극복할 수 있습니다. 따라서 이 방법이 가장 적절한 방법입니다.
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8. 다음 Fourier 변환 중 옳지 않은 것은?

  1. rect(t) → sinc(f)
  3. 1 → δ(f)
  4. ej2πf0t → δ(f+f0)
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "1 → δ(f)"입니다.

    1의 Fourier 변환은 모든 주파수에서 동일한 값을 가지므로, 주파수 영역에서는 모든 주파수에서 무한대의 값이 나와야 합니다. 하지만 δ(f)는 주파수 영역에서 값이 1이고 다른 모든 주파수에서는 0입니다. 따라서 1의 Fourier 변환은 δ(f)가 아닙니다.

    ej2πf0t의 Fourier 변환은 시간 영역에서 주기가 f0인 신호를 나타내므로, 주파수 영역에서는 f0을 중심으로 한 디라크 델타 함수가 나와야 합니다. 따라서 ej2πf0t의 Fourier 변환은 δ(f+f0)입니다.
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9. 음성 신호를 주파수 변조(Frequency Modulation : FM) 방식을 통해 방송하고자 한다. 카슨의 법칙(Carson's rule)에 의해 주파수 변조된 신호의 대역폭을 결정할 때 필요한 값이 아닌 것은?

  1. 음성 신호의 대역폭
  2. 음성 신호의 최대 진폭
  3. 주파수 민감도(frequency sensitivity)
  4. 전송 주파수
(정답률: 알수없음)
  • 주파수 변조된 신호의 대역폭은 음성 신호의 대역폭과 주파수 민감도에 의해 결정되며, 음성 신호의 최대 진폭은 주파수 변조의 깊이에 영향을 미치지만 대역폭과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 정답은 "전송 주파수"입니다. 전송 주파수는 주파수 변조된 신호가 전송되는 주파수를 의미하며, 대역폭과는 관련이 없습니다.
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10. 다음 변조 방식 중 동기검파로만 복조가 가능한 것은?

  1. ASK(amplitude shift keying)
  2. PSK(phase shift keying)
  3. DPSK(differential phase shift keying)
  4. FSK(frequency shift keying)
(정답률: 알수없음)
  • PSK(phase shift keying)은 신호의 위상을 변조하여 정보를 전송하는 방식입니다. 이 방식은 동기검파로만 복조가 가능하며, 위상의 변화를 감지하여 정보를 추출합니다. 반면, ASK(amplitude shift keying)와 FSK(frequency shift keying)는 진폭과 주파수를 변조하여 정보를 전송하는 방식이므로, 동기검파 외에도 비동기검파로도 복조가 가능합니다. DPSK(differential phase shift keying)는 PSK의 변형으로, 이전 신호와 현재 신호의 위상 차이를 이용하여 정보를 전송하는 방식입니다. 이 방식은 동기검파로만 복조가 가능합니다.
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11. 코드분할 다중접속(CDMA) 방식에서 통신 사용자 간의 구별을 위하여 사용되는 코드는?

  1. 길쌈 코드(Convolutional code)
  2. RS 코드(Reed－Solomon code)
  3. PN 코드(Pseudo－Noise code)
  4. 터보 코드(Turbo code)
(정답률: 알수없음)
  • CDMA 방식에서는 여러 사용자가 같은 주파수 대역을 사용하므로, 각 사용자를 구별하기 위해 고유한 코드를 사용합니다. 이 코드는 PN 코드(Pseudo-Noise code)라고 불리며, 의사난수를 생성하여 만들어진 코드입니다. 이 코드는 무작위성과 무관한 패턴을 가지고 있어서, 다른 사용자의 코드와 구별하기 쉽습니다. 따라서 PN 코드는 CDMA 방식에서 통신 사용자 간의 구별을 위해 사용됩니다.
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12. 전파(radio wave)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 진공상태에서 빛의 속도로 전파(propagation)하는 파동으로, 시간적으로 정현파 형태로 진동한다.
  2. 전기장과 자기장이 90o를 이루며 진행하는 파동이다.
  3. 자유공간에서 전파의 세기는 거리의 제곱에 반비례한다.
  4. 전파가 한 번 진동하는데 걸리는 시간을 파장이라고 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전파가 한 번 진동하는데 걸리는 시간을 파장이라고 한다는 설명이 옳지 않다. 파장은 전파의 한 주기를 나타내는 것으로, 한 번 진동하는 시간이 아니라 진동의 주기를 나타내는 것이다.
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13. 위성망의 특성상 도심건물 등 장애물에 의해 발생하는 음영지역을 커버하기 위한 장치는?

  1. 갭필러(Gap－Filler)
  2. 저잡음 증폭기(LNA)
  3. 고출력 증폭기(HPA)
  4. 발진기(Oscillator)
(정답률: 알수없음)
  • 위성 신호가 도시의 높은 건물 등 장애물에 가려져서 발생하는 음영지역을 커버하기 위해서는 갭필러(Gap-Filler)가 필요합니다. 갭필러는 위성 신호를 증폭하여 음영지역을 커버하는 역할을 합니다. 저잡음 증폭기(LNA)는 위성 신호를 증폭하고, 고출력 증폭기(HPA)는 증폭된 신호를 더욱 강력하게 만들어 발진기(Oscillator)에서 발진시켜 위성으로 전송합니다.
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14. 반파장 다이폴(dipole) 안테나를 사용하여 주파수가 3GHz인 신호를 전송하는 경우, 최대 방사효율을 갖는 안테나 길이는? (단, 전파의 속도는 3×108[m/s]이다)

  1. 1cm
  2. 5cm
  3. 10cm
  4. 50cm
(정답률: 알수없음)
  • 반파장 안테나의 길이는 전파의 파장의 절반인 λ/2이다. 따라서, 주파수가 3GHz인 경우 파장은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    λ = c/f = 3×10^8 / 3×10^9 = 0.1[m]

    따라서, 반파장 안테나의 길이는 λ/2 = 0.05[m] = 5cm 이다. 이 길이에서 최대 방사효율을 갖게 된다.
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15. 다음 이동통신 방식들 중 사용하는 다중접속방식이 다른 하나는?

  1. IS－95
  2. WCDMA
  3. WiBro
  4. HSDPA
(정답률: 알수없음)
  • WiBro는 OFDMA 방식을 사용하고, 나머지 세 가지 방식은 CDMA 방식을 사용하기 때문에 다중접속방식이 다릅니다.
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16. 3GHz의 반송파를 사용하는 송신기가 있다. 시속 36km로 송신기를 향하여 정면으로 움직이고 있는 차량용 수신기에 발생하는 도플러 주파수 편이는? (단, 전파의 속도는 3×108[m/s]이다)

  1. 10Hz
  2. 12Hz
  3. 100Hz
  4. 120Hz
(정답률: 알수없음)
  • 도플러 효과에서 주파수 편이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Δf = (2v/c) × f

    여기서 v는 수신기와 송신기 사이의 상대속도이고, c는 전파의 속도, f는 송신 주파수이다.

    문제에서 수신기와 송신기 사이의 상대속도는 36km/h이므로, 이를 m/s로 변환하면 다음과 같다.

    v = 36 km/h = 10 m/s

    따라서 주파수 편이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Δf = (2v/c) × f = (2×10/3×10^8) × 3×10^9 = 20 Hz

    하지만 이 계산 결과는 수신기가 정지해 있는 경우의 주파수 편이이다. 문제에서는 수신기도 움직이고 있기 때문에, 이를 고려해야 한다.

    수신기도 움직이고 있으므로, 수신기와 송신기 사이의 상대속도는 실제로는 20 m/s이다. 따라서 주파수 편이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Δf = (2v/c) × f = (2×20/3×10^8) × 3×10^9 = 40 Hz

    하지만 이 계산 결과는 양방향으로 발생하는 주파수 편이를 합친 값이다. 즉, 수신기가 송신기를 향해 다가오는 경우와 멀어지는 경우의 주파수 편이를 모두 합한 것이다.

    따라서, 실제로 수신기에 발생하는 주파수 편이는 양방향 주파수 편이의 절반인 다음과 같다.

    Δf = 40 Hz ÷ 2 = 20 Hz

    따라서, 주어진 보기 중에서 주파수 편이가 20 Hz인 것은 "10Hz"과 "12Hz"이고, 주파수 편이가 20 Hz의 정수배인 것은 "100Hz"과 "120Hz"이다. 그 중에서도 주파수 편이 20 Hz의 정수배인 것은 "100Hz"이므로, 정답은 "100Hz"이다.
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17. 코드분할 다중접속(CDMA) 이동통신 시스템의 특성으로 옳지 않은 것은?

  1. 원근문제(near－far problem)는 근거리에서 전송된 강한 신호에 의해 원거리에서 전송된 약한 신호가 영향을 받는 현상이다.
  2. CDMA에서 성능을 열화시키는 주된 요소는 잡음과 타사용자에 의한 간섭신호이다.
  3. 단말기는 기지국으로부터의 거리와 무관하게 동일한 전력으로 송신한다.
  4. 단말기가 셀 간을 이동할 때 소프트 핸드오프를 지원한다.
(정답률: 알수없음)
  • "단말기는 기지국으로부터의 거리와 무관하게 동일한 전력으로 송신한다."가 옳지 않은 것은 아래와 같은 이유 때문입니다.

    CDMA 시스템에서는 단말기가 기지국으로부터의 거리에 따라 전송 전력을 조절합니다. 이는 단말기가 기지국과의 거리가 멀어질수록 전송 전력을 높여야 하기 때문입니다. 그렇지 않으면 멀리 떨어진 단말기의 신호가 약해져서 기지국에서 인식하지 못할 수 있습니다. 따라서 "단말기는 기지국으로부터의 거리와 무관하게 동일한 전력으로 송신한다."는 옳지 않습니다.
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18. 여러 가지 방식의 진폭변조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 양측파대 억압반송파(DSB－SC) 진폭변조 방식은 동기식 복조를 사용해야만 한다.
  2. 양측파대 전송반송파(DSB－TC) 진폭변조 방식은 비동기식 복조가 가능한 반면 DSB－SC 변조에 비해 전력 효율이 떨어진다.
  3. 잔류측파대(VSB) 변조 방식에서 신호의 대역폭은 SSB 방식보다 넓고 DSB 방식보다 좁다.
  4. 단측파대(SSB) 변조 방식은 대역폭을 가장 적게 차지하므로 광대역의 영상신호를 전송하는데 유리하여 TV 방송에서 주로 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • 단측파대(SSB) 변조 방식은 대역폭을 가장 적게 차지하므로 광대역의 영상신호를 전송하는데 유리하여 TV 방송에서 주로 사용된다는 설명이 옳지 않습니다. TV 방송에서는 잔류측파대(VSB) 변조 방식이 주로 사용됩니다.
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19. 확산대역 변조방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 전송하고자 하는 본래 신호에 비해 변조 후 전송신호의 대역폭이 크게 증가한다.
  2. FH/SS 시스템 중 빠른 주파수 도약(fast－frequency hopping)에서는 데이터 심볼률(symbol rate)이 주파수 도약률(hop rate)보다 느리다.
  3. DS/SS 시스템은 협대역 간섭신호를 수신단에서 넓은 주파수대역으로 확산시켜 간섭의 영향을 최소화한다.
  4. 협대역 간섭신호 억제 효과는 대역 확산율과 무관하다.
(정답률: 알수없음)
  • "협대역 간섭신호 억제 효과는 대역 확산율과 무관하다."가 옳지 않은 것이며, 이유는 대역 확산율이 높을수록 간섭신호를 더 잘 억제할 수 있기 때문입니다. 대역 확산율이 높을수록 전송신호가 더 넓은 대역폭을 사용하므로, 간섭신호와 전송신호가 겹치는 확률이 줄어들기 때문입니다. 따라서 대역 확산율이 높을수록 협대역 간섭신호 억제 효과가 더 크게 나타납니다.
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20. Shannon의 이론적 채널용량을 구할 때 필요하지 않은 것은?

  1. 대역폭
  2. 주파수
  3. 수신 신호전력
  4. 잡음전력
(정답률: 알수없음)
  • 주파수는 채널의 대역폭과 관련이 있지만, Shannon의 이론적 채널용량을 구할 때는 주파수가 필요하지 않습니다. Shannon의 이론적 채널용량은 채널의 대역폭, 수신 신호전력 및 잡음전력에만 의존합니다. 따라서 주파수는 필요하지 않은 것입니다.
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