14차시: Part 3 종합 실전 문제풀이 - 정보이론과 다중접속 완전정복¶
학습 목표¶
- Part 3의 샤논 법칙, 다중화, TDMA, FDMA, CDMA, OFDM을 통합하여 실전 기출 문제를 풀 수 있다
- 다중접속 방식 선택, 용량 계산, 채널 설계 문제를 체계적으로 접근하고 함정 선지를 구분할 수 있다
- 실제 통신 시스템(2G/3G/4G/5G)에서 어떤 기술이 사용되는지 설명할 수 있다
🎯 핵심 주제 카드¶
🧠 핵심 공식 총정리¶
샤논 용량, 처리이득, 대역폭 효율 — 계산 문제의 3대 축을 빠르게 복습합니다
⚠️ 함정 선지 패턴 분석¶
시험에서 자주 출제되는 용어 혼동, 단위 오류, 조건 무시 패턴을 정리합니다
🔧 실전 문제 풀이 훈련¶
기출 빈출 유형 10문제를 단계적으로 풀며 풀이 전략을 체득합니다
📡 이동통신 세대별 기술 매핑¶
2G부터 5G까지 각 세대가 채택한 다중접속 기술을 한눈에 정리합니다
⏱️ 수업 흐름¶
1단계: 핵심 공식 & 개념 속성 복습 (10분)¶
Part 3의 주요 공식과 개념을 압축 정리하고, 계산 문제에서 자주 사용되는 공식을 빠르게 확인합니다.
2단계: 함정 선지 패턴 분석 (8분)¶
기출 문제에서 반복적으로 등장하는 오답 유도 패턴 5가지를 분석하고, 각 패턴을 구분하는 방법을 학습합니다.
3단계: 실전 문제 풀이 - 계산형 (15분)¶
샤논 채널 용량, 처리이득, 사용자 수 계산 등 정량적 문제를 단계별로 풀어봅니다.
4단계: 실전 문제 풀이 - 개념형 & 비교형 (10분)¶
다중접속 방식 비교, 이동통신 세대별 기술, OFDM 특성 등 개념 이해를 묻는 문제를 풀어봅니다.
5단계: 성찰 & Part 3 마무리 (7분)¶
틀리기 쉬운 포인트를 최종 점검하고, 자기점검 체크리스트로 Part 3 학습을 마무리합니다.
📚 1단계: 핵심 공식 & 개념 속성 복습¶
왜 다시 정리합니까?¶
시험장에서 공식을 떠올리지 못하는 가장 큰 이유는 "공식을 외웠지만 언제 쓰는지 모르는 것"입니다. 이 섹션에서는 각 공식이 어떤 상황에서 사용되는지를 중심으로 정리하겠습니다.
🔑 Part 3 핵심 공식 총정리표¶
| 번호 | 공식 | 적용 상황 | 주의사항 |
|---|---|---|---|
| ① | C = B × log₂(1 + SNR) | 채널의 최대 전송률(용량) 계산 | SNR은 비율(dB 아님). dB가 주어지면 변환 필수 |
| ② | C = 2B × log₂(M) 또는 나이퀴스트: C = 2B (이진 신호) | 무잡음 채널의 최대 전송률 | 잡음이 없는 이상적 조건에서만 적용 |
| ③ | 처리이득(PG) = 확산 대역폭 / 데이터 대역폭 = 칩률 / 데이터율 | CDMA 시스템의 간섭 억제 능력 계산 | 처리이득이 클수록 더 많은 사용자 수용 가능 |
| ④ | FDMA 채널 수 = 전체 대역폭 / 채널 대역폭 | 주파수 분할 시 수용 사용자 수 | 보호대역(Guard Band)을 빼야 하는 경우 주의 |
| ⑤ | TDMA 채널 수 = 프레임 내 타임슬롯 수 | 시간 분할 시 수용 사용자 수 | FDMA와 결합되면 곱셈(FDMA 채널 × 타임슬롯) |
| ⑥ | 대역폭 효율 = 데이터 전송률(bps) / 대역폭(Hz) [단위: bps/Hz] | 주파수 자원의 활용 효율 비교 | 단위를 반드시 확인 |
📐 SNR 단위 변환 — 계산 문제의 첫 번째 관문¶
시험 문제에서 SNR이 dB 단위로 주어지는 경우가 많습니다. 샤논 공식에 대입하려면 반드시 비율(선형) 값으로 변환해야 합니다.
변환 공식:
- dB → 비율: SNR(비율) = 10^(SNR(dB) / 10)
- 비율 → dB: SNR(dB) = 10 × log₁₀(SNR(비율))
자주 출제되는 dB 변환값:
| SNR (dB) | SNR (비율) | log₂(1+SNR) ≈ | 기억 팁 |
|---|---|---|---|
| 0 dB | 1 | 1 | 신호 = 잡음 |
| 3 dB | 2 | 1.585 | 2배 |
| 10 dB | 10 | 3.459 | 10배 |
| 20 dB | 100 | 6.658 | 100배 |
| 30 dB | 1000 | 9.967 ≈ 10 | 1000배 → log₂(1001) ≈ 10 |
시험 팁: 30dB일 때 log₂(1+1000) ≈ 10이라는 사실은 빈출 계산에서 매우 유용합니다.
🔄 다중접속 방식 핵심 속성 비교¶
이 표는 시험에서 "다음 중 옳은/틀린 것은?" 유형에 직접 대응합니다.
| 속성 | FDMA | TDMA | CDMA | OFDMA |
|---|---|---|---|---|
| 분할 자원 | 주파수 | 시간 | 코드 | 주파수+시간 |
| 사용자 구분 | 서로 다른 주파수 | 서로 다른 타임슬롯 | 서로 다른 확산코드 | 서로 다른 부반송파 그룹 |
| 보호 요소 | 보호대역(Guard Band) | 보호시간(Guard Time) | 불필요(코드 직교성) | 보호구간(CP: Cyclic Prefix) |
| 간섭 유형 | 인접 채널 간섭 | 슬롯 간 간섭 | 다중접속 간섭(MAI) | 부반송파 간 간섭(ICI) |
| 소프트 핸드오버 | 불가 | 불가 | 가능 | 제한적 |
| 대표 시스템 | 1G(AMPS) | 2G(GSM) | 3G(IS-95, WCDMA) | 4G(LTE) |
| 대역폭 효율 | 낮음 | 중간 | 중간~높음 | 높음 |
아래 다이어그램은 자원 분할 방식의 차이를 시각적으로 보여줍니다.
📚 2단계: 함정 선지 패턴 분석¶
⚠️ 시험에서 반복되는 5대 함정 패턴¶
시험 출제자는 학습자의 불완전한 이해를 겨냥하여 오답 선지를 설계합니다. 패턴을 알면 함정을 피할 수 있습니다.
함정 1: SNR 단위 혼동¶
문제 예시: "대역폭 10kHz, SNR 20dB인 채널의 용량은?"
- ❌ 함정 풀이: C = 10,000 × log₂(1 + 20) = 10,000 × 4.39 ≈ 43,900 bps
- ✅ 올바른 풀이: 20dB → 비율 100, C = 10,000 × log₂(1 + 100) = 10,000 × 6.66 ≈ 66,600 bps
구분법: 문제에서 "dB"라는 단위가 보이면, 반드시 선형 변환부터 수행합니다.
함정 2: TDMA와 FDMA 특성 뒤바꾸기¶
| 함정 선지 | 사실 |
|---|---|
| "FDMA는 보호시간이 필요하다" | FDMA는 보호대역(주파수), TDMA가 보호시간(시간) |
| "TDMA는 인접 채널 간섭이 문제이다" | TDMA는 슬롯 간 간섭, FDMA가 인접 채널 간섭 |
| "FDMA에서 소프트 핸드오버가 가능하다" | 소프트 핸드오버는 CDMA에서만 가능 |
구분법: 각 방식이 분할하는 자원(주파수/시간/코드)을 먼저 떠올리면, 보호 요소와 간섭 유형이 자동으로 결정됩니다.
함정 3: 처리이득 계산 시 단위 불일치¶
문제 예시: "칩률 1.2288Mcps, 데이터율 9.6kbps일 때 처리이득은?"
- ❌ 함정: 1.2288 / 9.6 = 0.128 (단위 통일 안 함)
- ✅ 올바른 풀이: 1,228,800 / 9,600 = 128 (= 약 21dB)
구분법: 분자와 분모의 단위를 반드시 같은 단위(bps 또는 cps)로 맞춘 후 계산합니다.
함정 4: 나이퀴스트와 샤논 공식 혼동¶
| 구분 | 나이퀴스트 | 샤논 |
|---|---|---|
| 조건 | 무잡음 | 잡음 있음 |
| 공식 | C = 2B log₂M | C = B log₂(1+SNR) |
| 제한 요소 | ISI(심볼 간 간섭) | 잡음 |
함정 선지 예: "잡음이 있는 채널에서 나이퀴스트 공식으로 용량을 구한다" → 틀림
함정 5: OFDM과 OFDMA 혼동¶
| 구분 | OFDM | OFDMA |
|---|---|---|
| 성격 | 변조/전송 기술 | 다중접속 방식 |
| 사용자 | 1명이 모든 부반송파 사용 | 여러 명이 부반송파를 나눠 사용 |
| 적용 | Wi-Fi(단일 사용자 전송) | LTE(다수 사용자 접속) |
구분법: 마지막 글자 "A"가 Access(접속)를 의미합니다. A가 붙으면 다중접속, 없으면 단일 사용자 전송 기술입니다.
함정 대응 체크 플로우¶
아래 플로우차트는 문제를 만났을 때 함정을 피하는 사고 과정입니다.
📚 3단계: 실전 문제 풀이 — 계산형¶
이제 실제 시험에 나올 수 있는 계산형 문제를 풀어보겠습니다. 각 문제를 먼저 직접 풀어본 후에 풀이를 확인하시기 바랍니다.
📝 문제 1: 샤논 채널 용량 기본¶
대역폭이 4kHz이고 SNR이 30dB인 음성 채널의 최대 전송 용량은 약 얼마입니까?
① 약 13,300 bps
② 약 26,600 bps
③ 약 40,000 bps
④ 약 53,200 bps
풀이 과정 확인
**1단계: SNR 단위 변환** - 30dB → 비율 = 10^(30/10) = 10³ = **1000** **2단계: 샤논 공식 적용** - C = B × log₂(1 + SNR) - C = 4,000 × log₂(1 + 1000) - C = 4,000 × log₂(1001) - log₂(1001) ≈ **9.97** ≈ 10 - C ≈ 4,000 × 10 = **약 40,000 bps** **정답: ③** **함정 분석**: ①은 SNR을 30(dB 값 그대로) 대입했을 때, ②는 대역폭을 2배로 적용했을 때 나오는 값입니다. 반드시 dB → 선형 변환을 먼저 수행해야 합니다.📝 문제 2: 나이퀴스트 용량과 샤논 용량의 관계¶
무잡음 채널의 대역폭이 3kHz이고, 신호 레벨이 8단계일 때 나이퀴스트 최대 전송률은 얼마입니까?
① 6,000 bps
② 9,000 bps
③ 18,000 bps
④ 24,000 bps
풀이 과정 확인
**나이퀴스트 공식 적용:** - C = 2B × log₂(M) - B = 3,000Hz, M = 8(신호 레벨 수) - log₂(8) = **3** (∵ 2³ = 8) - C = 2 × 3,000 × 3 = **18,000 bps** **정답: ③** **함정 분석**: ①은 2B만 계산하고 log₂M을 빠뜨린 경우, ②는 2를 곱하지 않은 경우입니다. M이 2의 거듭제곱인지 확인하면 log₂ 계산이 쉬워집니다.📝 문제 3: CDMA 처리이득 계산¶
IS-95 시스템에서 칩률이 1.2288Mcps이고 데이터 전송률이 9.6kbps일 때, 처리이득(PG)은 약 얼마입니까?
① 12.8
② 128
③ 1,280
④ 12,800
풀이 과정 확인
**1단계: 단위 통일** - 칩률: 1.2288 Mcps = **1,228,800** cps - 데이터율: 9.6 kbps = **9,600** bps **2단계: 처리이득 계산** - PG = 칩률 / 데이터율 - PG = 1,228,800 / 9,600 = **128** **dB 변환 (참고):** - PG(dB) = 10 × log₁₀(128) ≈ 10 × 2.107 ≈ **21.07 dB** **정답: ②** **함정 분석**: ①은 Mcps와 kbps를 그대로 나눈 결과(1.2288/9.6 ≈ 0.128에 100을 곱한 것)입니다. 단위를 반드시 cps와 bps로 통일해야 합니다.📝 문제 4: FDMA + TDMA 복합 사용자 수 계산¶
전체 대역폭이 12.5MHz이고, FDMA로 각 채널을 200kHz씩 할당합니다. 각 FDMA 채널은 TDMA 방식으로 8개의 타임슬롯을 사용합니다. 전체 시스템이 수용할 수 있는 최대 사용자 수는 몇 명입니까? (보호대역 무시)
① 62명
② 500명
③ 125명
④ 1,000명
풀이 과정 확인
**1단계: FDMA 채널 수 계산** - 전체 대역폭 / 채널 대역폭 = 12,500,000 / 200,000 = **62.5** - 정수로 내림 → **62개** 채널 (또는 문제 조건에 따라 62) **2단계: 전체 사용자 수** - FDMA 채널 수 × 타임슬롯 수 = 62 × 8 = **496명** - 선지 중 가장 가까운 값: ② **500명** **참고**: 이 문제는 GSM 시스템의 실제 구조를 반영한 것입니다. GSM은 200kHz 채널을 8타임슬롯으로 분할하는 FDMA+TDMA 혼합 방식을 사용합니다. **정답: ②** **함정 분석**: ①은 FDMA 채널 수만 구한 것, ③은 대역폭 계산에서 실수한 경우입니다.📝 문제 5: 대역폭 효율 비교¶
어떤 시스템이 대역폭 5MHz에서 10Mbps의 데이터를 전송합니다. 이 시스템의 대역폭 효율은 얼마입니까?
① 0.5 bps/Hz
② 1 bps/Hz
③ 2 bps/Hz
④ 5 bps/Hz
풀이 과정 확인
**대역폭 효율 공식:** - η = 데이터 전송률 / 대역폭 - η = 10,000,000 bps / 5,000,000 Hz = **2 bps/Hz** **정답: ③** 이 값은 LTE 시스템의 대역폭 효율(약 1.5~2.5 bps/Hz)과 유사한 수준입니다.📚 4단계: 실전 문제 풀이 — 개념형 & 비교형¶
계산 문제와 함께, 시험에는 개념의 정확한 이해를 묻는 문제도 다수 출제됩니다. 이 유형은 "얼마나 정확하게 알고 있는가"를 측정합니다.
📝 문제 6: CDMA의 특성¶
CDMA 방식의 특성으로 올바른 것은?
① 각 사용자에게 서로 다른 주파수 대역을 할당한다
② 각 사용자에게 서로 다른 타임슬롯을 할당한다
③ 모든 사용자가 같은 주파수 대역을 동시에 사용하며, 고유한 코드로 구분한다
④ 사용자 수가 증가해도 성능 저하가 전혀 없다
정답 확인
**정답: ③** - ①은 **FDMA**의 설명입니다. - ②는 **TDMA**의 설명입니다. - ③이 CDMA의 핵심 원리입니다. 모든 사용자가 **같은 주파수 대역**, **같은 시간**에 전송하되, 서로 다른 **확산코드(spreading code)**로 구분합니다. - ④는 틀립니다. CDMA도 사용자가 증가하면 **다중접속 간섭(MAI)**이 증가하여 성능이 저하됩니다. 다만, 사용자 수 증가에 따른 성능 저하가 점진적이어서 "**소프트 용량(soft capacity)**"이라고 표현합니다.📝 문제 7: OFDM의 장점¶
OFDM(직교 주파수 분할 다중화)의 주요 장점이 아닌 것은?
① 다중경로 페이딩에 강하다
② 주파수 이용 효율이 높다
③ 구현이 단순하여 별도의 등화기가 필요 없다
④ 높은 첨두 대 평균 전력비(PAPR)가 단점이다
정답 확인
**정답: ④** (④는 장점이 아니라 **단점**이므로, "장점이 아닌 것"으로 정답) 문제를 다시 읽어야 합니다. 이 문제는 **"장점이 아닌 것"**을 고르는 문제입니다. - ①은 장점입니다. 여러 부반송파로 나누어 각 부반송파의 심볼 시간이 길어지므로 다중경로에 강합니다. - ②는 장점입니다. 부반송파가 직교하여 겹칠 수 있으므로 주파수 효율이 높습니다. - ③은 장점입니다. CP(순환 접두어)를 사용하여 복잡한 등화기 없이도 ISI를 제거할 수 있습니다. - ④는 장점이 아니라 **단점**입니다. 여러 부반송파의 합이 때때로 매우 큰 피크를 만들어 **PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)**가 높아집니다. 이는 전력 증폭기 설계를 어렵게 합니다. **함정 분석**: "장점이 아닌 것"이라는 부정형 질문에서 ④를 "OFDM의 특성을 정확히 서술했으므로 올바른 진술"로 착각할 수 있습니다. 문제가 묻는 것이 "장점"인지 "특성"인지를 정확히 구분해야 합니다.📝 문제 8: 이동통신 세대별 다중접속 기술¶
다음 중 이동통신 세대와 주요 다중접속 기술의 연결이 올바른 것은?
① 1G — CDMA
② 2G(GSM) — FDMA 단독
③ 3G(WCDMA) — CDMA
④ 4G(LTE) — TDMA
정답 확인
**정답: ③** | 세대 | 대표 시스템 | 다중접속 기술 | |------|-----------|-------------| | **1G** | AMPS | **FDMA** | | **2G** | GSM | **TDMA** + FDMA | | **2G** | IS-95 | **CDMA** | | **3G** | WCDMA, CDMA2000 | **CDMA** | | **4G** | LTE | **OFDMA**(하향) / SC-FDMA(상향) | | **5G** | NR | **OFDMA** + massive MIMO | - ①은 틀립니다. 1G는 FDMA입니다. - ②는 부분적으로 틀립니다. GSM은 FDMA+**TDMA** 혼합 방식입니다. - ③이 올바릅니다. - ④는 틀립니다. LTE는 OFDMA입니다.📡 이동통신 세대 진화 타임라인¶
아래 타임라인은 각 세대의 핵심 기술과 대표적인 서비스를 보여줍니다.
🔍 세대별 진화의 핵심 포인트¶
시험에서 세대별 기술을 물을 때, 다음 3가지를 기억하면 대부분의 문제에 대응할 수 있습니다.
1. 왜 FDMA에서 TDMA로? - FDMA는 1사용자 = 1주파수이므로 주파수 낭비가 심합니다 - TDMA는 하나의 주파수를 시간으로 나누어 주파수 이용 효율을 높였습니다
2. 왜 TDMA에서 CDMA로? - CDMA는 모든 사용자가 전체 대역폭을 공유하여 소프트 용량 특성을 가집니다 - 확산 스펙트럼 기술로 보안성과 간섭 내성이 우수합니다 - 소프트 핸드오버가 가능하여 통화 품질이 향상됩니다
3. 왜 CDMA에서 OFDMA로? - 고속 데이터 전송 시 CDMA는 다중경로 간섭 처리가 복잡합니다 - OFDMA는 다중경로 페이딩에 강하고, 주파수 스케줄링이 가능하여 효율적입니다 - FFT/IFFT로 구현이 효율적이며, 다양한 대역폭에 유연하게 적용됩니다
📝 문제 9: 채널 용량과 시스템 설계 종합¶
대역폭 1MHz, SNR 20dB인 채널이 있습니다. 이 채널에서 다음 중 가능한 최대 전송률에 가장 가까운 것은?
① 약 2 Mbps
② 약 4 Mbps
③ 약 6.6 Mbps
④ 약 10 Mbps
풀이 과정 확인
**1단계: SNR 변환** - 20dB → 비율 = 10^(20/10) = 10² = **100** **2단계: 샤논 공식** - C = 1,000,000 × log₂(1 + 100) - C = 1,000,000 × log₂(101) - log₂(101) ≈ **6.66** - C ≈ **6,660,000 bps ≈ 6.6 Mbps** **정답: ③** **함정 분석**: ②는 SNR을 dB 그대로 대입했을 때(log₂(21) ≈ 4.39), ④는 대역폭에 10을 곱한 경우입니다.📝 문제 10: 종합 분석 문제¶
다음 보기 중 CDMA 시스템에서 처리이득을 높이는 방법으로 올바른 것을 모두 고르면?
ㄱ. 확산 대역폭을 넓힌다
ㄴ. 데이터 전송률을 높인다
ㄷ. 칩률을 높인다
ㄹ. 사용자 수를 줄인다
① ㄱ, ㄷ
② ㄱ, ㄴ
③ ㄴ, ㄹ
④ ㄱ, ㄷ, ㄹ
풀이 과정 확인
**처리이득 공식**: PG = 확산 대역폭 / 데이터 대역폭 = 칩률 / 데이터율 - **ㄱ. 확산 대역폭을 넓힌다** → 분자 증가 → PG **증가** ✅ - **ㄴ. 데이터 전송률을 높인다** → 분모 증가 → PG **감소** ❌ - **ㄷ. 칩률을 높인다** → 분자 증가 → PG **증가** ✅ (칩률 = 확산 대역폭과 비례) - **ㄹ. 사용자 수를 줄인다** → 처리이득 공식에 사용자 수는 포함되지 않음 → PG **변화 없음** ❌ (사용자 수는 간섭에 영향을 주지만, 처리이득 자체를 변화시키지는 않습니다) **정답: ①** (ㄱ, ㄷ) **함정 분석**: ㄹ은 "사용자가 줄면 간섭이 줄어서 성능이 좋아지니까 처리이득도 올라갈 것"이라고 착각하게 만드는 선지입니다. 처리이득은 시스템 설계 파라미터(칩률, 데이터율)에 의해 결정되며, 사용자 수와는 독립적입니다.📚 핵심 개념 최종 정리 — 시험 직전 체크시트¶
Part 3 전체 개념 지도¶
⚡ 시험 직전 최종 체크 포인트 10가지¶
| # | 체크 포인트 | 한 줄 요약 |
|---|---|---|
| 1 | SNR이 dB로 주어지면? | 10^(dB/10)으로 반드시 변환 |
| 2 | 샤논 vs 나이퀴스트 구분? | 잡음 유무 → 잡음 있으면 샤논, 없으면 나이퀴스트 |
| 3 | 처리이득 단위? | 칩률과 데이터율의 단위를 통일 후 나눗셈 |
| 4 | FDMA의 보호 요소? | 보호대역(Guard Band) — 주파수 영역 |
| 5 | TDMA의 보호 요소? | 보호시간(Guard Time) — 시간 영역 |
| 6 | 소프트 핸드오버 가능한 방식? | CDMA만 가능 |
| 7 | OFDM vs OFDMA? | OFDM = 전송기술, OFDMA = 다중접속 |
| 8 | OFDM의 단점? | 높은 PAPR |
| 9 | GSM의 다중접속? | TDMA + FDMA 혼합 |
| 10 | LTE의 다중접속? | 하향: OFDMA, 상향: SC-FDMA |
📝 형성 평가¶
📝 형성 평가¶
객관식 1. 대역폭이 200kHz이고 SNR이 10dB인 채널의 샤논 용량에 가장 가까운 값은?
① 약 200 kbps
② 약 460 kbps
③ 약 692 kbps
④ 약 2,000 kbps
정답 확인
**정답: ③** - 10dB → 비율 = 10^(10/10) = **10** - C = 200,000 × log₂(1 + 10) = 200,000 × log₂(11) - log₂(11) = ln(11)/ln(2) ≈ 2.397/0.693 ≈ **3.459** - C ≈ 200,000 × 3.459 ≈ **691,800 bps ≈ 692 kbps** ②는 SNR을 dB 그대로(10) 대입하여 log₂(11)이 아닌 log₂(3)≈1.58을 적용하거나 계산 실수를 한 경우, ①은 대역폭만 답으로 쓴 경우입니다.객관식 2. 다음 중 CDMA 시스템의 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 확산 스펙트럼 기술을 사용하여 보안성이 우수하다
② 처리이득은 확산 대역폭을 데이터 대역폭으로 나눈 값이다
③ 사용자 수가 증가해도 통신 품질이 일정하게 유지된다(하드 용량)
④ 동일 주파수 대역을 모든 사용자가 공유한다
정답 확인
**정답: ③** CDMA는 **소프트 용량(soft capacity)** 특성을 가집니다. 사용자 수가 증가하면 다중접속 간섭(MAI)이 점진적으로 증가하여 통신 품질이 서서히 저하됩니다. "하드 용량"은 FDMA나 TDMA처럼 정해진 채널/슬롯이 모두 차면 더 이상 수용 불가능한 특성을 의미합니다. 따라서 ③의 설명은 CDMA가 아니라 FDMA/TDMA의 특성에 가깝습니다.객관식 3. 5G NR(New Radio)에서 사용하는 다중접속 기술의 조합으로 올바른 것은?
① FDMA + TDMA
② CDMA + OFDM
③ OFDMA + massive MIMO
④ SC-FDMA 단독
정답 확인
**정답: ③** 5G NR은 4G LTE의 **OFDMA**를 기반으로 하면서, **massive MIMO**(대규모 다중입출력) 기술을 결합하여 공간 영역에서의 다중화를 추가했습니다. 이를 통해 같은 시간, 같은 주파수에서도 여러 사용자에게 서로 다른 빔을 형성하여 동시 서비스가 가능합니다.서술형. 어떤 통신 시스템을 설계할 때, 나이퀴스트 공식으로 계산한 최대 전송률이 5Mbps이고, 샤논 공식으로 계산한 최대 전송률이 3Mbps라면, 실제로 달성 가능한 최대 전송률은 얼마이며 그 이유는 무엇입니까? (3~5문장으로 서술)
모범 답안 확인
실제로 달성 가능한 최대 전송률은 **3Mbps**(샤논 용량)입니다. 나이퀴스트 공식은 무잡음 환경에서의 이론적 한계를 나타내고, 샤논 공식은 잡음이 존재하는 실제 환경에서의 한계를 나타냅니다. 현실 채널에는 항상 잡음이 존재하므로, 두 값 중 **더 작은 값**이 실제 전송률의 상한이 됩니다. 즉, 나이퀴스트 한계(5Mbps)가 아무리 높아도, 잡음으로 인해 샤논 한계(3Mbps)를 초과할 수 없습니다. 이는 시스템 설계 시 대역폭(나이퀴스트)과 SNR(샤논) 모두를 고려해야 함을 의미합니다.✅ 자기점검 체크리스트¶
- SNR이 dB로 주어진 문제에서 선형 변환을 수행한 후 샤논 공식을 적용할 수 있다
- FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA의 분할 자원, 보호 요소, 간섭 유형을 정확히 구분할 수 있다
- CDMA의 처리이득을 단위를 통일하여 올바르게 계산할 수 있다
- OFDM과 OFDMA의 차이를 설명할 수 있다
- 1G~5G의 세대별 다중접속 기술을 대응시킬 수 있다
- 나이퀴스트 용량과 샤논 용량 중 실제 한계가 되는 것을 판단할 수 있다
- 기출 문제의 함정 선지 패턴(SNR 단위, 용어 혼동, 처리이득 단위)을 인식하고 회피할 수 있다
💭 성찰 & 다음 차시 미리보기¶
📌 오늘의 학습 성찰¶
이번 차시에서는 Part 3의 모든 개념을 실전 문제로 통합하여 연습했습니다. 특히 다음 세 가지를 확인하시기 바랍니다.
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공식을 아는 것과 문제에 적용하는 것은 다릅니다. SNR 단위 변환이나 처리이득 단위 통일처럼, 공식을 적용하기 전에 확인해야 할 사항이 있습니다.
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함정 선지는 패턴이 있습니다. 용어 뒤바꾸기(FDMA↔TDMA 특성), 단위 혼동(dB↔비율), 부분적으로 맞는 진술(OFDM vs OFDMA) 등 출제자가 즐겨 사용하는 패턴을 익히면 오답률을 크게 줄일 수 있습니다.
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이동통신 세대별 기술 매핑은 단순 암기가 아니라, 각 세대가 이전 기술의 한계를 어떻게 극복했는지를 이해하면 자연스럽게 기억됩니다.
🔜 다음 차시 미리보기¶
15차시: Part 4 통신 시스템의 안정성 — 오류 검출과 정정의 원리
다음 차시부터는 Part 4로 넘어갑니다. 통신 채널에서 전송된 데이터에 오류가 발생했을 때, 이를 발견하고 고치는 방법을 다룹니다. 패리티 검사, CRC, 해밍 코드 등의 오류 제어 기술이 어떤 원리로 동작하는지 학습하겠습니다. 여러분이 인터넷에서 파일을 다운로드할 때 데이터가 깨지지 않는 이유가 바로 이 기술 덕분입니다.