2020 국가직 7급 통신이론 문제 정답 - 2020.9.26.

 

통신이론-나정답(2021-05-29 / 245.2KB / 522회)

 

 2020년도 국가공무원 7급 공채 필기시험 통신이론 나 책형 1 쪽 통신이론 문 1. 균일 확률 분포를 갖는 확률 변수(random variable) X의 확률 밀도 함수(probability density function)가       ≤  ≤   otherwise 일 때, 상수 a값과 X의 분산값은? a X의 분산 ①   12 ②   3 ③   12 ④   3 문 2. 주기 신호   sin 일 때, 복소 푸리에 급수   ∞ ∞   의 계수 과 의 값은?   ① ＋1 －1 ② －2 ＋2 ③ ＋ － ④ － ＋ 문 3. 디지털 복조 방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 비동기식 포락선 검파 방식을 이용하여 PSK 신호를 복조할 수 있다. ② 비동기식 복조는 수신 신호의 반송파 위상정보를 이용하지 않고 복조하는 방식이다. ③ 동기식 복조 방식은 비동기식 복조 방식과 비교해 수신 오류 확률 성능이 우수하다. ④ 정합 필터(matched filter)를 이용한 복조 방식은 동기식 복조 방식의 일종이다. 문 4. PM(Phase Modulation) 변조된 신호 s() ＝ 10cos{2000 ＋ 10－3cos(100)}의 최대 위상 편이는? ① 1 ② 0.1 ③ 0.01 ④ 0.001 문 5. 송신된 임펄스 신호 가 특정 무선 전송 채널을 통과하여 그림과 같이 N개의 임펄스 신호로 수신되었다. 이 채널을 이용하는 무선 전송 시스템의 특성으로 옳지 않은 것은? (단,       ≤ ,  ≠) …              수신신호 h() 0 ① 지연확산(delay spread)이 심볼 구간(symbol duration)에 비해 커질수록 심볼 간 간섭(ISI: Inter-Symbol Interference)이 더 발생하여 수신 오류 확률이 커지는 현상이 발생한다. ② 지연확산이 심볼 구간에 비해 크면 시간 선택적 페이딩(time selective fading) 채널이 되어, 채널의 특성이 시간에 따라 변화한다. ③ OFDM 방식을 사용하여 부반송파(sub-carrier)의 개수를 증가시킬수록 지연확산에 의한 영향을 줄일 수 있고, 수신기 구조도 간단해진다. ④ OFDM 방식을 사용하는 경우, 지연확산에 의한 영향을 줄이기 위해 순환확장(CP: cyclic prefix)을 사용하며, 지연확산의 크기를 고려하여 CP의 길이를 설계해야 한다. 문 6. N개의 서로 다른 심볼 종류를 갖는 메시지 정보원(information source) 집합의 정보량과 엔트로피에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, i번째 심볼 의 발생 확률을 로 표현하고, 발생하는 심볼들은 서로 통계적으로 독립이다) ① 엔트로피는 정보원의 심볼 출력당 평균 정보의 양으로 정의된다. ② 정보량을 비트로 표현할 때, 자기 정보(self information) I() ＝ －log2()이다. ③ 집합에 속하는 심볼들의 발생 확률이 모두 같을 때, 엔트로피는 최대가 된다. ④ 서로 다른 발생 확률을 갖는 이진 정보원(N ＝ 2)의 집합을 X라 할 때, 엔트로피 H(X)는 0 ≤ H(X) ≤ 2이다. 문 7. 통과대역(bandpass) 디지털 통신 시스템을 다음과 같은 조건으로 설계한다고 할 때, 주어진 조건에서 왜곡 없이 송신 가능한 1초당 최대 데이터 비트의 수[Mbps]는? ○ 채널 대역폭: 10 [MHz] (보호 대역은 고려하지 않는다) ○ 변조 방식: 64－QAM ○ 컨볼루션 부호(convolution code)의 부호화율(code rate):   ○ Rs의 심볼 전송률[sps]로 변조 심볼을 전송하기 위해 2Rs의 대역폭[Hz]을 차지하는 펄스 성형을 사용한다. ① 60 ② 30 ③ 15 ④   2020년도 국가공무원 7급 공채 필기시험 통신이론 나 책형 2 쪽 문 8. 대역 제한(bandwidth-limited)된 기저대역(baseband) 디지털 전송 시스템에서 16－PAM(Pulse Amplitude Modulation) 방식을 사용하여 10 [Mbps] 데이터 전송률을 얻고자 할 때, 심볼 간 간섭(ISI)이 발생하지 않도록 전송하는 데 필요한 나이퀴스트 (Nyquist) 최소 대역폭[MHz]은? ① 10 ② 5 ③ 2.5 ④ 1.25 문 9. 임펄스 응답 함수   rect 을 갖는 선형 시불변 시스템(linear time invariant system)에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, rect     ≤  ≤   otherwise 이다) ① BIBO(Bounded Input Bounded Output) 특성을 갖는 안정적인 시스템이다. ② 인과성(causal)이 있는 시스템이다. ③ 한정된 대역폭을 가지며 입력 신호의 크기를 주파수별로 일정하게 증폭시키는 시스템이다. ④ 주파수축 위상 응답 특성이 상수인 시스템이다. 문 10. BPSK, QPSK, BFSK의 성능에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 동기식 복조 방식을 사용하여 동일한 비트 오류 확률 성능을 얻고자 할 때, BFSK 방식은 BPSK 방식에 비해 비트당 에너지가 더 많이 필요하다. ② QPSK와 BPSK의 신호 대역폭이 동일할 때, QPSK 방식은 BPSK 방식과 동일한 비트 전송률을 갖는다. ③ 동기식 복조 방식을 사용하여 동일한 비트 오류 확률 성능을 얻고자 할 때, QPSK 방식은 BPSK 방식에 비해 비트당 에너지가 약 2배 더 필요하다. ④ 같은 비트당 에너지로 전송할 때 BPSK, QPSK, BFSK 방식은 모두 동일한 대역폭 효율(bandwidth efficiency)을 갖는다. 문 11. AWGN(Additive White Gaussian Noise) 채널 환경에서 평균 수신 신호 전력이 15 [W], 평균 잡음 전력이 5 [W]이고, 오류 없이 전송할 수 있는 최대 전송률이 10 [Mbps]이라고 할 때, 요구되는 최소 전송 채널 대역폭[MHz]은? ① 1 ② 2.5 ③ 5 ④ 10 문 12. 메시지 신호 m() ＝ Amcos(2fm)를 이용하여 반송파 c() ＝ Accos(2fc)를 변조한 후 전송되는 신호 s() ＝ m()c()에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, fm ≪ fc , Am과 Ac는 상수로 양(＋)의 값을 갖는다) ① s()는 포락선 검파가 가능하다. ② m()가 0을 지날 때, s()는 위상 반전(phase reversal)이 일어난다. ③ s()의 양측(two-side) 진폭 스펙트럼에서 주파수 (fc ＋ fm)의 크기는   이다. ④ s()의 양측 진폭 스펙트럼에서 주파수 fc의 크기는   이고, 메시지 신호의 전력과 함께 반송파의 전력도 전송된다. 문 13. 백색 잡음(white noise)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 전력 스펙트럼 밀도는 주파수에 따라 크기가 서로 다르게 나타난다. ② 자기 상관 함수(autocorrelation function)     이다. ③ 백색 잡음이 이상적인(ideal) 저역 통과 필터를 통과한 경우, 그 신호의 자기 상관 함수는 시간 영역에서 sinc 함수로 표현된다. ④ 전력 스펙트럼 밀도는 절대온도에 비례한다. 문 14. 4G LTE(Long-Term Evolution) 및 5G 이동통신 시스템의 다중접속 기술로 사용되는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)에 대한 설명으로 옳은 것은? ① CDMA 방식에 비해 인접 셀 간의 간섭 영향이 적어 셀 간 간섭조정(inter-cell interference coordination) 절차가 필요 없다. ② CDMA 방식에 비해 상대적으로 낮은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)를 가지므로 작은 백오프(back-off)를 갖는 전력 증폭기를 사용할 수 있다. ③ OFDMA 시스템에서는 각 사용자의 채널 품질을 고려하여 주파수 자원을 적응적으로 각 사용자에게 할당함으로써 전체 시스템의 처리율(throughput)을 증대할 수 있다. ④ OFDMA에서는 다수의 사용자가 주파수 자원을 나누어 데이터를 송수신하기 때문에 각 사용자 신호의 구분을 위해 직교 부호 (orthogonal code)를 할당하여 사용한다. 2020년도 국가공무원 7급 공채 필기시험 통신이론 나 책형 3 쪽 문 15. 채널 부호(channel coding) 기법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 와 는 각각 비트당 에너지와 단측(one-side) 잡음 전력 스펙트럼 밀도이다) ① 채널 부호 기법을 적용함으로써, 동일한 비트 오류 확률을 얻기 위해 필요한 /가 줄어든 정도를 부호화 이득(coding gain)이라고 한다. ② 동일한 변조 방식을 사용하는 경우, 채널 부호 기법을 적용한 시스템은 이 기법을 적용하지 않은 시스템에 비해 모든 /에 대해 수신 비트 오류 확률 성능이 좋다. ③ 터보 부호(turbo code)와 LDPC(Low Density Parity Check) 부호는 반복 복호 과정을 통해 수신 성능을 개선할 수 있다. ④ 컨볼루션 부호(convolution code)에서 구속장 길이(constraint length) K가 커질수록 수신 비트 오류 확률 성능은 개선되지만, 구현 복잡도가 증가한다. 문 16. 다음과 같이 정의된 선형 블록부호(linear block code)의 부호화 (encoding) 과정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? 정보어 심볼 00 01 10 11 부호어 심볼 00000 01101 10110 11011 ① 부호율은   이다. ② 최소 해밍 거리는 4이다. ③ 오류 정정 능력은 1이다. ④ 오류 검출 능력은 2이다. 문 17. 메시지 신호 m() ＝2cos(2000)를 반송파 주파수 fc＝1 [MHz], 최대 주파수 편이 4 [kHz]로 주파수 변조(frequency modulation) 를 할 때, 변조된 신호의 편이율(deviation ratio) 와 주파수 변조 대역폭 BFM [kHz]은?  BFM ① 1 4 ② 2 6 ③ 4 8 ④ 4 10 문 18. 시간 축의 신호   sinc를 샘플링 할 때, 앨리어싱 효과(aliasing effect)가 발생하지 않도록 하는 샘플링 주기[초]의 최댓값은? (단, sinc   sin 이다) ① 0.005 ② 0.01 ③ 0.05 ④ 0.1 문 19. 통과대역(bandpass) 대역폭이 1 [MHz]인 채널을 통해 신호를 전송할 때, 롤오프 인수(roll-off factor)가 0.25인 상승 코사인 필터(raised cosine filter)를 이용한다. 신호 왜곡이 발생하지 않는 최대 심볼 전송률[sps]은? ① 400,000 ② 800,000 ③ 1,000,000 ④ 1,600,000 문 20. 확률 변수(random variable) , , 에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,  [ ]는 의 기댓값을 의미한다) ① 의 분산   는 의 2차 중심 모멘트(central moment)이다. ② 와 가 서로 독립(independent)이면,  [ ]＝ [ ] [ ] 이다. ③ 와 가 모두 평균이 0이고 분산이  인 독립가우시안 분포를 가지면, 새로운 확률 변수     은 레일레이 (Rayleigh) 확률 분포를 따른다. ④ 와 의 상관 계수(correlation coefficient) 값이 이면, 와 는 서로 독립이다.