KR100861503B1 - 무선주파수인식 시스템의 태그 인식 방법 - Google Patents

무선주파수인식 시스템의 태그 인식 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선주파수를 이용하여 비접촉식으로 RFID 태그의 식별정보를 판독하거나 기록하는 무선주파수인식(RFID, Radio Frequency IDentification) 시스템의 태그 인식 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리더가 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하여, 측정된 채널 환경에 따라 태그의 인코딩 방식을 FM0 인코딩과 밀러 인코딩 사이에서 선택함으로써 RFID 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 무선주파수인식 시스템의 태그 인식 방법에 관한 것이다. 채널 환경이라 함은 리더 수신단에서의 신호 대 잡음비 (SNR: Signal-to-Noise Ratio), 태그 데이터 변조속도 (Tag Data Rate or Through-Put rate) 등이 된다.
본 발명에 따른 무선주파수인식(RFID) 시스템의 통신 방법은 태그와 리더로 구성되는 무선주파수인식(RFID) 시스템에 있어서, 리더가 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하여, 측정된 채널 환경에 따라 태그의 인코딩 방식을 FM0 인코딩과 밀러 인코딩 사이에서 선택하는 단계를 포함한다.

Description

무선주파수인식 시스템의 태그 인식 방법{METHOD FOR RECOGNIZING RFID TAG IN RFID SYSTEM}
도 1은 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 작용을 보여주는 구성도.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 RFID 시스템에 적용될 수 있는 리더(10)의 구조를 보다 구체적으로 보여주는 구성도.
도 4a는 태그가 송신할 때의 인코딩 방법 중 하나인 FMO 인코딩의 기본 함수를 설명하는 도면.
도 4b는 FM0 심볼과 시퀀스를 도시하는 도면.
도 5는 태그가 송신할 때의 인코딩 방법 중 하나인 밀러 인코딩의 기본 함수를 설명하는 도면.
도 6은 밀러 인코딩의 서브 캐리어 시퀀스를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선주파수인식(RFID) 시스템의 통신 방법을 나타내는 순서도.
본 발명은 무선주파수를 이용하여 비접촉식으로 RFID 태그의 식별정보를 판독하거나 기록하는 무선주파수인식(RFID, Radio Frequency IDentification) 시스템의 태그 인식 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리더가 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하여, 측정된 채널 환경에 따라 태그의 인코딩 방식을 FM0 인코딩과 밀러 인코딩 사이에서 선택함으로써 RFID 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 무선주파수인식 시스템의 태그 인식 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무선주파수인식(RFID, Radio Frequency IDentification)은 최소형 IC 칩에 고유한 식별정보를 입력하고 무선 주파수(RF)를 이용하여 이 칩이 부착된 물체나 동물 등을 인식·추적·관리할 수 있는 기술을 말한다. 이러한 RFID 시스템은 고유한 식별정보가 입력되고 물체나 동물 등에 부착되는 RFID 태그(Tag 또는 Transponder)와, 이 태그가 가지고 있는 식별정보를 비접촉식으로 읽거나 또는 쓰기 위한 리더(Reader 또는 Interrogator)로 이루어진다. 그리고 상기 리더에는 컴퓨터 등 정보처리장치가 연결되어 태그로부터 수집된 데이터를 처리한다.
도 1은 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 구성을 보여주는 구성도이다. 상기 RFID 시스템은 리더(10)와 태그(20)로 구성된다. 도시된 바와 같이, 태그(20)는 자체적으로 전원을 갖지 않는 수동형 태그로서, 소형 반도체 IC 칩과 안테나로 이루어지고, 상기 IC 칩에는 RF회로, 로직 및 메모리가 내장되어 있다. 이러한 태그(20)는 다양한 크기와 형태를 갖는다. 그리고 리더(10)는 특정 주파수대역의 RF신호를 태그(20)로 전송하는 전송부와 태그(20)에서 보내주는 신호를 수신하는 수신부 및 이를 송수신하기 위한 안테나를 포함하여 구성된다.
도 2는 종래 기술에 따른 RFID 시스템의 기본적인 작용을 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이, 리더(10)는 고주파 캐리어 신호와 소정의 질문 신호를 포함하는 소정 주파수대역의 RF신호를 전송한다. 상기 RF신호에 의해 형성되는 리더(10)의 전자기장 내에 태그(20)가 위치되면, 태그(20)는 IC 칩을 동작시키는데 필요한 동작 전원을 리더(10)의 고주파 캐리어 신호로부터 공급받는다. 즉, 리더(10)에서 전송되는 고주파 캐리어 신호는 태그의 안테나에 교류를 발생시키고 발생된 교류는 정류된 후 IC 칩을 위한 전기에너지로 사용되는 것이다. 또한 태그(20)는 수신된 RF신호를 변조하고 이를 근거로 태그(20)에 저장된 데이터를 반사 변조하여 응답 신호로서 리더(10)로 전송한다. 이와 같이 종래의 RFID 시스템은 리더(10)와 태그(20) 사이에 정보전송은 물론 수동형 태그를 활성화 시키기 위한 전력 전송이 함께 수행된다.
도 3은 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 RFID 시스템에 적용될 수 있는 리더(10)의 구조를 보다 구체적으로 보여주는 구성도이다.
도 3을 참조하면, 태그(20)로 데이터를 송신하는 경우, 디지털 처리부(30)에서 출력된 데이터를 송신부(40)에서 주파수 합성부(50)에서 출력된 소정의 반송파와 혼합한 후 소정 레벨로 증폭하여 커플러(60) 및 RF용 안테나(70)를 통해 태그(20)로 전송한다.
태그(20)로부터 데이터를 수신하는 경우, 수신부(80)에서 RF용 안테나(70) 및 커플러(60)를 통해 수신된 태그(20)의 응답 신호에 주파수 합성부(50)에서 출력된 소정의 반송파와 혼합하여 복조 신호를 생성한 후 디지털 처리부(30)로 출력한 다.
태그가 리더로 송신하는 경우에는 리더가 지정하는 인코딩 방법에 따라 태그가 인코딩을 수행하게 되는 데, 인코딩 방법은 FM0 인코딩과 밀러(Miller) 인코딩이 가능하다. 밀러 인코딩은 지연 변조(Delay Modulation)라고도 불린다.
도 4a는 태그가 송신할 때의 인코딩 방법 중 하나인 FMO 인코딩의 기본 함수를 설명하는 도면이다. FM0 인코딩에서는 각 심볼 경계마다 위상을 반전하며, 심볼 '0'의 경우에는 심볼의 중간에서 또 한번의 위상 반전이 존재한다. 도 4b는 FM0 심볼과 시퀀스를 도시하는 도면이다.
도 5는 태그가 송신할 때의 인코딩 방법 중 하나인 밀러 인코딩의 기본 함수를 설명하는 도면이다. 밀러 인코딩에서는 두 '0' 심볼의 사이에서 위상을 반전하며, 또한 심볼 '1'의 중간에서 위상 반전이 존재한다.
밀러 인코딩의 경우에는 비트당 수 개의 서브 캐리어(subcarrier)를 가질 수 있다. 도 6은 밀러 인코딩의 서브 캐리어 시퀀스를 도시하는 도면이다. 여기서 M값은 서브 캐리어 사이클의 개수를 나타낸다.
일반적으로 FM0의 경우 동일한 링크 주파수의 밀러 서브캐리어에 비하여 높은 쓰루풋(데이터레이트)를 얻을 수 있으며 밀러 서브캐리어는 상대적으로 넓은 가드 밴드를 확보할 수 있는 장점을 가지고 있으므로 채널의 환경에 따라 장단점을 가지고 있는 것으로 평가되고 있다.
종래에는 리더가 태그의 인코딩 방법을 선택하여 사용하거나 사용자가 사용자 인터페이스를 통하여 선택할 수 있었으나 이 경우 태그와 리더 사이의 다이나믹 한 채널 환경의 변화에 대응하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래 기술에 따른 RFID 시스템이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 리더가 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하여, 측정된 채널 환경에 따라 태그의 인코딩 방식을 FM0 인코딩과 밀러 인코딩 사이에서 선택함으로써 RFID 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 무선주파수인식 시스템의 통신 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 무선주파수인식(RFID) 시스템의 태그 인식 방법은 태그와 리더로 구성되는 무선주파수인식(RFID) 시스템의 태그 인식 방법에 있어서, 상기 리더가 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하여, 측정된 채널 환경에 따라 상기 태그의 인코딩 방식을 FM0 인코딩과 밀러 인코딩 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 리더는 상기 태그로부터 수신한 수신 신호의 세기를 이용하여 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정할 수 있다.
또한, 상기 리더는 상기 태그로부터 수신한 수신 신호의 비트 에러율을 이용하여 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정할 수 있다.
상기 측정된 채널 환경에 따라 서브캐리어의 값을 2, 4 및 8 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
상기 인코딩 방식 선택 단계는 (a) 채널 환경 측정값의 범위에 대응하는 인 코딩 방식 테이블을 설정하는 단계; (b) 상기 태그로부터 송신된 응답 신호를 수신하는 단계; (c) 상기 태그로부터 송신된 응답 신호로부터 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하는 단계; (d) 측정된 채널 환경 측정값이 기존 인코딩 방식 범위를 벗어나는 경우 측정된 채널 환경 측정값에 대응하는 새로운 인코딩 방식을 설정하는 단계; 및 (e) 새로운 인코딩 방식이 설정된 경우 설정된 인코딩 방식 정보를 태그로 전송하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
삭제
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선주파수인식(RFID) 시스템의 통신 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 채널 환경 측정값의 범위에 대응하는 인코딩 방식 테이블(EMT)을 설정한다(S200).
현재 ISO 18000-6 type C(EPC C1 Gen-2) 규격의 경우 태그(20)의 인코딩 방식으로는 FM0(Flexible Macroblock Ordering) 인코딩과 밀러 인코딩이 사용될 수 있으며, 태그(20)의 인코딩 방식으로 밀러 인코딩을 사용하는 경우, 2, 4, 8의 서브 캐리어를 가질 수 있다. M값이 서브 캐리어 사이클의 개수를 나타내기 위해 사용되며, M이 1인 경우 FM0 인코딩에 대응된다.
미리 정해진 초기값으로 인코딩 방식을 설정한다(S210). 초기값으로는 FM0 인코딩(M=1)이 설정될 수 있다.
태그(20)의 인코딩 방식 정보를 포함하는 송신 메시지를 태그(20)로 전송한다(S220). 송신 메시지를 수신한 태그(20)는 리더(10)가 설정한 인코딩 방식에 따라 신호를 송신한다.
태그(20)로부터 송신된 응답 신호를 수신한다(S230). 설정된 태그 인코딩 방식에 따라 태그로부터의 응답 신호를 디코딩한다.
태그(20)로부터 송신된 응답 신호로부터 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정한다(S240). 리더(10)는 태그(20)로부터 수신한 수신 신호의 세기를 이용하여 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정할 수 있다. 또한, 리더(10)는 태그(20)로부터 수신한 수신 신호의 비트 에러율 또는 심볼 에러율을 이용하여 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정할 수 있다.
EMT 테이블을 검색하여 측정된 채널 환경 측정값이 기존 인코딩 방식의 범위 내인지를 판단한다(S250).
채널 환경 측정값이 기존 인코딩 방식의 범위 내인 경우 기존 인코딩 방식을 유지한다(S260).
채널 환경 측정값이 기존 인코딩 방식의 범위를 벗어나는 경우 EMT 테이블을 검색하여 측정된 채널 환경 측정값에 대응하는 새로운 인코딩 방식을 설정한다(S270). 채널 환경이 가장 좋은 경우 M=1인 FM0 인코딩을 사용하고, 채널 환경이 나빠짐에 따라 M=2인 밀러 인코딩, M=4인 밀러 인코딩, M=8인 밀러 인코딩을 사용 할 수 있다.
채널 환경이 좋을수록 M=1인 FM0 인코딩이 높은 성능을 보여주고, 채널 환경이 나빠질수록 M=2인 밀러 인코딩, M=4인 밀러 인코딩, M=8인 밀러 인코딩이 높은 성능을 보여준다. 따라서, 측정된 채널 환경 측정값에 대응하여 가변적으로 최적의 인코딩 방식을 설정하면 최상의 성능을 획득할 수 있다.
새로운 인코딩 방식이 설정된 경우 설정된 새로운 인코딩 방식 정보를 포함하는 송신 메시지를 태그(20)로 전송한다(S280). 송신 메시지의 전송 후 리더(10)의 수신 장치의 디코딩 방식도 새로운 방식으로 변경한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선주파수인식 시스템의 통신 방법은 리더가 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하여, 측정된 채널 환경에 따라 태그의 인코딩 방식을 FM0 인코딩과 밀러 인코딩 사이에서 선택함으로써 RFID 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 태그와 리더로 구성되는 무선주파수인식(RFID) 시스템의 태그 인식 방법에 있어서,
    상기 리더가 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하여, 측정된 채널 환경에 따라 상기 태그의 인코딩 방식을 FM0 인코딩과 밀러 인코딩 중 어느 하나를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선주파수인식(RFID) 시스템의 태그 인식 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리더는 상기 태그로부터 수신한 수신 신호의 세기를 이용하여 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하는 것을 특징으로 하는 무선주파수인식(RFID) 시스템의 태그 인식 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리더는 상기 태그로부터 수신한 수신 신호의 비트 에러율을 이용하여 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하는 것을 특징으로 하는 무선주파수인식(RFID) 시스템의 태그 인식 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 측정된 채널 환경에 따라 서브캐리어의 값을 2, 4 및 8 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 인식 시스템의 태그 인식 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인코딩 방식 선택 단계는,
    (a) 채널 환경 측정값의 범위에 대응하는 인코딩 방식 테이블을 설정하는 단계;
    (b) 상기 태그로부터 송신된 응답 신호를 수신하는 단계;
    (c) 상기 태그로부터 송신된 응답 신호로부터 태그와 리더 사이의 채널 환경을 측정하는 단계;
    (d) 측정된 채널 환경 측정값이 기존 인코딩 방식 범위를 벗어나는 경우 측정된 채널 환경 측정값에 대응하는 새로운 인코딩 방식을 설정하는 단계; 및
    (e) 새로운 인코딩 방식이 설정된 경우 설정된 인코딩 방식 정보를 태그로 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선주파수인식(RFID) 시스템의 태그 인식 방법.
  6. 삭제
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