2019년 1회 정보처리기사 기출문제 95번

95. 하나의 정보를 여러 개의 반송파로 분할하고 분할된 반송파 사이의 주파수 간격을 최소화하기 위해 직교 다중화해서 전송하는 통신방식으로, 와이브로 및 디지털 멀티미디어 방송 등에 사용되는 기술은?

    ① TDM             ② CCM

    ❸ OFDM          ④ IHPS

 

 

 

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이 문제는 직교 주파수 분할 다중화 (OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식에 관한 질문입니다. OFDM은 최근 와이브로(WiBro), 디지털 멀티미디어 방송(DMB), 그리고 LTE와 같은 고속 데이터 전송 기술에서 널리 사용되고 있는 고급 통신 방식입니다. 이 방식의 특징과 이 기술이 왜 중요한지에 대해 상세히 설명드리겠습니다.

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✅ 정답

❸ OFDM

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✔ OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

OFDM은 데이터를 여러 개의 **반송파 (carrier)**로 분할하여 각 반송파가 직교(orthogonal) 관계를 이루도록 전송하는 기술입니다. 여기서 "직교"라는 개념은, 각 반송파가 서로 간섭 없이 데이터 전송을 가능하게 만든다는 의미입니다. OFDM은 주파수 간섭을 최소화하고, 주파수 효율성을 극대화하는데 매우 유리한 특성을 지니고 있습니다.

✔ OFDM의 동작 원리

• 반송파 분할: OFDM 방식에서는 하나의 정보 신호를 여러 개의 반송파로 나누어 전송합니다. 각 반송파는 서로 다른 주파수를 가지며, 이들 간의 간격을 최소화하여 **직교성(orthogonality)**을 유지합니다. 이렇게 함으로써 주파수 대역을 보다 효율적으로 활용할 수 있습니다.
• 직교성: 직교성은 반송파 간 간섭이 없도록 설계하는 중요한 특성입니다. 이 방식에서는 각 반송파가 수학적으로 서로 독립적이기 때문에, 한 반송파에서 발생한 오류나 간섭이 다른 반송파에 영향을 미치지 않게 됩니다.
• 시간-주파수 대역의 분할: OFDM은 데이터를 전송할 때 여러 개의 반송파를 병렬로 사용하여 전송하기 때문에, 다중 경로 페이딩(multipath fading) 및 주파수 선택적 페이딩 등의 문제를 효과적으로 처리할 수 있습니다. 특히, 스펙트럼 효율성이 뛰어나서, 제한된 주파수 대역에서 높은 데이터 전송률을 지원할 수 있습니다.

✔ OFDM의 사용 사례

• 와이브로(WiBro): WiBro는 대한민국에서 개발된 이동통신 기술로, OFDM을 사용하여 고속 데이터 전송을 지원합니다. 특히, 이동하면서도 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있다는 장점이 있습니다.
• 디지털 멀티미디어 방송(DMB): DMB는 디지털 방송 기술로, OFDM 방식을 사용하여 모바일 장치에서 TV 방송을 수신할 수 있게 합니다.
• LTE: LTE(Long Term Evolution)는 모바일 데이터 통신의 핵심 기술로, OFDM을 이용하여 빠르고 안정적인 고속 데이터 서비스를 제공합니다.

✔ OFDM의 장점

1. 간섭 최소화: 직교 주파수 사용을 통해 주파수 간섭을 크게 줄일 수 있습니다.
2. 다중 경로 페이딩 저항력: OFDM은 다중 경로로 인한 신호 손실을 최소화하며, 안정적인 데이터 전송을 보장합니다.
3. 스펙트럼 효율성: 주파수 자원을 효율적으로 활용할 수 있어, 주파수 대역폭을 최대한 활용할 수 있습니다.
4. 고속 데이터 전송: 고속의 데이터 전송을 가능하게 하여, **와이파이(Wi-Fi)**나 LTE 등에서 실시간 스트리밍, 다운로드 등을 원활하게 지원합니다.

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✔ 다른 보기 해설

보기 설명 정답 여부

①	TDM (Time Division Multiplexing): TDM은 시간 분할 다중화 방식으로, 주파수 자원을 나누지 않고 시간을 분할하여 여러 신호를 전송하는 방식입니다. 주파수 간격을 최소화하는 OFDM과는 다릅니다.	❌
②	CCM (Code Division Multiplexing): CCM은 코드 분할 다중화 방식으로, 여러 신호가 서로 다른 코드로 구분되어 전송됩니다. 주파수 대역을 나누는 OFDM과는 다릅니다.	❌
❸	OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing): 맞습니다. OFDM은 주파수 분할 방식에서 직교성을 이용해 여러 반송파를 동시에 전송하는 기술입니다. 와이브로, DMB 등에서 사용됩니다.	✅
④	IHPS (Integrated High Performance Satellite): IHPS는 위성 통신과 관련된 시스템으로, OFDM과는 전혀 관련이 없습니다.	❌

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✅ 결론

OFDM은 직교 주파수 분할 다중화를 활용하여 다수의 반송파로 데이터를 분할하고, 주파수 간섭을 최소화하면서 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 기술입니다. 와이브로, 디지털 멀티미디어 방송(DMB) 등에서 사용되며, 스펙트럼 효율성과 다중 경로 페이딩 저항력 등의 장점이 있습니다.

따라서 정답은 ❸ OFDM입니다.

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