KR101039662B1 - 리더 및 이를 포함하는 무선 주파수 인식 시스템, 및 리더와 태그간 신호 전송 방법 - Google Patents

리더 및 이를 포함하는 무선 주파수 인식 시스템, 및 리더와 태그간 신호 전송 방법 Download PDF

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Abstract

리더 및 이를 포함하는 무선 주파수 인식 시스템, 및 리더와 태그간 신호 전송 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 인식 시스템은, 태그와 리더에 미모 알고리즘을 적용시켜 수신 신호의 신호대잡음비를 최대화하고 가장 성능이 좋은 전송 경로를 선택하여 신호를 전송함으로써 신호의 전송 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 무선 주파수 인식 시스템의 통신 거리가 확장될 수 있고, 대용량의 데이터 전송이 가능해진다.

Description

리더 및 이를 포함하는 무선 주파수 인식 시스템, 및 리더와 태그간 신호 전송 방법{Reader and Radio Frequency Identification system having the same, and method for transferring a signal between reader and tag}
본 발명에 따른 실시예는 리더 및 이를 포함하는 무선 주파수 인식 시스템, 및 리더와 태그간 신호 전송 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 태그와 리더에 각각 미모(MIMO) 알고리즘을 적용함으로써 통신 거리를 확장시키고 대용량의 데이터 전송을 가능하게 하는 리더 및 이를 포함하는 무선 주파수 인식 시스템, 및 리더와 태그간 신호 전송 방법에 관한 것이다.
무선 주파수 인식(Radio Frequency Identification, 이하 RFID) 시스템은 마이크로 칩과 무선을 통해 식품, 동물, 사물 등의 다양한 개체의 정보를 관리할 수 있는 차세대 인식 기술이다. 상기 RFID 시스템에서는 마이크로 칩을 내장한 태그, 라벨, 또는 카드 등에 저장된 데이터가 무선 주파수를 이용하여 리더와 송수신 될 수 있다.
상기 RFID 시스템은 크게 리더와 태그(또는 트랜스폰더)로 분류할 수 있으며, 태그는 리더의 호출에 의해 고유의 식별 코드를 RF 신호로 변환하여 리더로 전 송하고, 리더는 수신된 RF 신호를 처리하여 태그를 식별할 수 있다. 태그가 식별되면, 리더에 포함되거나 연결되는 데이터 처리 시스템을 통해 태그가 부착된 대상체에 대한 데이터 처리가 가능해진다. 또한, 이러한 RFID 기술은 출입 통제 시스템이나 전자 요금 지불 시스템 등에 이용될 수 있다.
하지만, 종래의 RFID 시스템에서는 태그로부터 리더로 전송되는 신호의 세기가 약해 대용량의 데이터를 전송하기 어렵고, 또한 비가시거리(NLOS; non-line of sight) 채널에서는 쉐도우잉(shadowing)의 영향으로 리더에서 태그로의 전력 공급에 문제가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 실시예의 목적은 수신 신호의 신호대잡음비를 증가시키고 대용량의 데이터 전송을 가능하게 하는 리더 및 이를 포함하는 RFID 시스템, 및 리더와 태그간 신호 전송 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 실시예의 목적은 RFID 시스템의 통신 거리를 확장시키고 태그로의 전력 공급을 용이하게 하는 리더 및 RFID 시스템, 및 리더와 태그간 신호 전송 방법을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 무선 주파수 인식 시스템은, 다수의 안테나들을 포함하는 리더; 및 상기 리더와 통신하고, 다수의 안테나들을 포함하는 태그를 포함할 수 있다.
상기 리더는, 상기 다수의 안테나들에 각각 수신되는 각 응답 신호를 프로세싱하기 위한 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부에서 프로세싱된 데이터에 기초하여 상기 다수의 안테나들을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 신호 처리부는, MRC(maximal ratio combiner) 기법을 이용하여 상기 다수의 안테나들에 각각 수신되는 상기 각 응답 신호를 프로세싱할 수 있다.
상기 신호 처리부는, 상기 응답 신호를 상기 MRC 기법으로 프로세싱하여 프 로세싱 데이터를 생성하고, 상기 제어부는, 상기 신호 처리부에서 생성된 상기 프로세싱 데이터에 기초하여 상기 리더의 신호 전송시에 상기 다수의 안테나들 중 어느 하나의 안테나만을 활성화하기 위한 상기 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 다수의 안테나들 중에서, 상기 프로세싱 데이터에 기초하여 수신 파워가 가장 큰 안테나를 상기 리더의 신호 전송시에 활성화하기 위한 상기 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 기설정된 주기마다 상기 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 무선 주파수 인식 시스템은, 다수의 안테나들; 상기 다수의 안테나들에 수신되는 응답 신호들 중 적어도 두 개의 응답 신호들을 MRC(maximal ratio combiner) 프로세싱하여 프로세싱 데이터를 생성하기 위한 MRC 처리부; 및 상기 MRC 처리부에서 생성된 상기 프로세싱 데이터에 기초하여, 상기 다수의 안테나들 중 어느 하나의 안테나를 선택하기 위한 안테나 선택부를 포함할 수 있다.
상기 안테나 선택부는, 기설정된 주기마다 상기 다수의 안테나들 중 어느 하나의 안테나를 선택할 수 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 리더와 태그간 신호 전송 방법은, 다수의 안테나들을 포함하는 리더에서 MRC(maximal ratio combiner) 기법을 이용하여 상기 다수의 안테나들 중 신호 전송을 위한 어느 하나의 안테나를 선택하는 단계; 선택된 상기 안테나를 이용하여 다수의 안테나들을 포함하는 태그에 신호를 전송하는 단계; 및 상기 태그에 포함된 각각의 안테나로부터 백스케터링되는 각 응답 신호를 상기 리더에 포함된 상기 다수의 안테나들 각각이 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 리더에 포함된 다수의 안테나들 중 신호 전송을 위한 어느 하나의 안테나를 선택하는 단계는, 상기 리더에 포함된 상기 다수의 안테나들 중 어느 하나의 안테나가 연속파(continuous wave) 신호를 상기 태그에 전송하는 단계; 상기 리더에 포함된 각각의 안테나가 상기 태그에 포함된 상기 다수의 안테나들로부터 각각 백스케터링되는 각각의 응답 신호를 수신하는 단계; 상기 리더가 수신된 상기 각각의 응답 신호를 프로세싱하여 프로세싱 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 리더에 포함된 상기 다수의 안테나들 각각에 대응하는 상기 프로세싱 데이터에 기초하여 상기 다수의 안테나들 중 신호 전송을 위한 어느 하나의 안테나를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 리더가 수신된 상기 각각의 응답 신호를 프로세싱하여 프로세싱 데이터를 생성하는 단계는, 상기 다수의 안테나들에 각각 수신된 상기 응답 신호들 중 적어도 두 개의 응답 신호들을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 적어도 두 개의 응답 신호들을 MRC(maximal ratio combiner) 프로세싱하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 리더에 포함된 상기 다수의 안테나들 중 신호 전송을 위한 어느 하나의 안테나를 선택하는 단계는; 기설정된 주기마다 상기 리더에 포함된 상기 다수의 안테나들 중 신호 전송을 위한 어느 하나의 안테나를 선택하는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템은, 수신된 신호의 신호대잡음비를 최 대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템은, 최적의 전송 경로를 선택하여 데이터를 전송함으로써 신호 전송 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템은, RFID 시스템의 통신 거리를 확장할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템은, 대용량의 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조해야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템(1)의 개략적인 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템(1)은, 다수의 안테나들을 포함하는 리더(10), 및 다수의 안테나들을 포함하는 태그(20)를 포함할 수 있다.
상기 RFID 시스템(1)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 알고리즘이 적용될 수 있고, 따라서 상기 리더(10)와 상기 태그(20)가 각각 2개 이상의 안테나 들을 포함할 수 있다.
상기 리더(10)는 일정한 범위의 커버리지(coverage)를 갖고, 상기 커버리지 내에 존재하는 적어도 하나의 태그(20)와 무선 통신할 수 있다. 도 1에서는 하나의 태그(2)만을 예시하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템(1)은 상기 리더(10)의 커버리지 내에 존재하는 모든 태그(20)들을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 리더(10)와 태그(20)가 각각 다수의 안테나들을 포함하기 때문에 신호를 전송할 수 있는 채널(channel)이 다양해질 수 있다. 또한, 다양한 채널 중 신호 전송에 최적인 채널을 선택하여 신호를 전송함으로써 신호의 전송 성능을 최대화할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 리더(10)는 상기 다수의 안테나 중 어느 하나의 안테나를 선택하고 선택된 안테나를 이용하여 신호를 전송하는 리더와 태그간 신호 전송 방법을 이용할 수 있다. 또한, 상기 리더(10)는 MRC(maximal ratio combiner) 기법을 이용하여 상기 태그(20)로부터 수신되는 신호를 프로세싱할 수 있다. 리더(10)에 포함된 다수의 안테나 중 신호 전송을 위한 안테나를 선택하는 방법에 대해서는 도 2에서 상술하기로 한다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템에서의 리더와 태그간 신호 전송 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 리더(10)에서 신호 전송에 사용할 안테나를 선택하기 위해서, 먼저 각 안테나(11-1, 11-2, ... 11-N)별로 연속파(CW; continuous wave) 신호를 상기 태그(20)로 전송할 수 있다. 상기 연속파(CW)는 정 상 상태의 정현파(sinusoidal wave)와 같이 진폭 또는 세기가 변화하지 않는 파를 모두 포함할 수 있다.
또는, 실시예에 따라 상기 연속파(CW) 신호와 함께 부가 데이터가 상기 태그(20)로 전송될 수 있다. 상기 부가 데이터는 상기 리더(10)에서 전송하는 연속파(CW) 신호가 안테나 선택을 위한 신호임을 나타내는 데이터일 수 있다.
도 2에서는 상기 리더(10)에 포함된 다수의 안테나들(11-1, 11-2, ... 11-N) 중 i번째 안테나(11-i)로부터 연속파(CW) 신호가 상기 태그(20)로 전송되는 것으로 예시하였으며, 이러한 신호 전송을 점선으로 나타내었다.
또한, 상기 태그(20)에 포함된 각 안테나(20-1, 20-2... 20-M)는 상기 리더(10)에 포함된 i번째 안테나(11-i)로부터 전송된 연속파(CW) 신호에 응답하여 상기 연속파(CW) 신호를 백스케터링(backscattering)한 응답 신호를 상기 리더(10)에 포함된 각 안테나(11-1, 11-2... 11-N)로 전송할 수 있다. 여기서, N과 M은 자연수(N≠M 또는 N=M, 1≤i≤N)이다.
예컨대, 리더(10)에 포함된 첫 번째 안테나(11-1)는 태그(20)에 포함된 각각의 안테나(20-1, 20-2, ... 20-M)로부터 각각 백스케터링되는 응답 신호들을 수신할 수 있다. 유사하게, 리더(10)에 포함된 i 번째 안테나(11-i)는 태그(20)에 포함된 각각의 안테나(20-1, 20-2, ... 20-N)로부터 각각 백스케터링되는 응답 신호들을 수신할 수 있다.
상기 리더(10)는, 각 안테나(11-1, 11-2... 11-N)에 수신된 응답 신호를 MRC 기법을 이용하여 프로세싱할 수 있다. 수신된 응답 신호들을 MRC 기법을 이용하여 프로세싱함으로써, 상기 i번째 안테나(11-i)의 전송 파워가 측정될 수 있다.
보다 구체적으로, 일반적인 통신 망에서의 기지국의 리더와 태그간 신호 전송 방법은 단말기에서 측정한 각 안테나별 채널 이득을 측정하여 가장 높은 채널 이득을 갖는 안테나의 번호를 피드백함으로써 이루어짐에 반해, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템(1)에서는 백스케터링된 신호의 파워는 태그(20)에서 직접 수신한 신호의 파워와 비례하기 때문에 태그(20)로부터 반사되는 신호들의 세기를 측정함으로써 가장 높은 전송 파워를 갖는 안테나를 선택할 수 있게 된다.
즉, 리더(10)에서 태그(20)로 향하는 포워드 링크(forward link) 채널의 성능이 우수하면 리턴 링크(return link) 채널의 성능이 우수하기 때문에, 리턴 링크의 채널 상태가 우수한 리더(10)의 안테나를 포워드 링크 통신에도 사용함으로써 신호의 전송 성능이 최대가 될 수 있다.
따라서, 상기와 같은 과정을 복수 회(예컨대, 도 2에서는 N회) 반복하고 각각의 MRC 프로세싱 결과에 기초하여 신호 전송에 최적인 하나의 안테나가 선택될 수 있다. 상기의 MRC 기법에 대해서는 도 3에서 상술하기로 한다.
도 3 본 발명의 실시예에 따른 리더(10)의 개략적인 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 리더(10)는, 다수의 안테나들(도 2의 11-1∼11-N을 집합적으로 표현하여 11), 신호 처리부(12), 및 제어부(13)를 포함할 수 있다.
상기 신호 처리부(12)는, 상기 다수의 안테나들(11)에 수신되는 신호들을 프로세싱할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 신호 처리부(12)는 상기 다수의 안테나 들(11)에 수신되는 응답 신호들을 MRC 기법을 이용하여 프로세싱할 수 있다.
상기 MRC 기법은, 최적의 신호 전송 성능을 얻기 위하여 여러 개의 경로로부터 입력되는 신호들을 중첩하고 합성 전에 동기를 취하는 방법으로서, 극심한 페이딩 신호에 대해서는 가중치를 작게 하고 수신 신호의 크기가 클수록 가중치를 크게 하여 신호 합성 효과를 커지게 하는 방법이다.
또한, 상기 MRC 기법은 두 개 이상의 경로에서 들어오는 신호를 후 처리하여 신호대잡음비를 최대화할 수 있다. 예컨대, 상기 태그(20)로부터의 신호(s)가 각각의 복소수 채널(h1, h2, ... hN)을 통해 각 안테나(11-1, 11-2, ... 11-N)로 전송되고 신호의 전송 과정에서 노이즈(n1, n2, .. nN)가 부가되면, 최종적으로 각 안테나(11-1,11-2, ... 11-N)에는 신호(ri)가 수신될 수 있다.
예컨대, 첫 번째 안테나(11-1)에 수신된 신호(r1)는 'h1s + n1'과 같고, N번째 안테나(11-N)에 수신된 신호(rN)는 'hNs+nN'과 같다. 여기서, 상기 노이즈(n1, n2, ... nN)는 부가 화이트 가우시안 노이즈(AWGN; additive white Gaussian noise) 밀도를 가질 수 있다.
상기 신호 처리부(12)는 두 개 이상의 경로로 입력되는 신호들을 이용하여 MRC 프로세싱할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 2개의 신호들(예컨대, r1 및 r2)을 이용하는 것으로 예시한다.
상기 수신 신호들(r1 및 r2)은 다음의 식으로 나타낼 수 있다.
여기서, 노이즈(n1 및 n2)가 채널(h1 및 h2)과 독립적(independent)이기 때문에, 수신 신호(r1 및 r2)를 채널(h1 및 h2)의 방향과 동일한 방향의 벡터와 내적을 취함으로써 수신 신호(r1 및 r2)의 신호대잡음비가 최대화될 수 있다.
상기 채널(h1 및 h2)이 복소수로 구현되는 경우, 수신 신호(r1 및 r2)에 채널(h1 및 h2)의 켤레 복소수(h1 * 및 h2 *)를 내적할 수 있다. 수신 신호(r1 및 r2)에 채널(h1 및 h2)의 방향과 동일한 방향의 벡터(h1 * 및 h2 *)와 내적을 취한 결과는 아래의 식과 같다.
Figure 112008081813351-pat00002
위 식에서, n%는 노이즈(n1 및 n2)와 동일한 분산을 가지고, 신호 s는 최종적으로
Figure 112008081813351-pat00003
만큼 이득(gain)이 곱해질 수 있다. 이때의 이득이 두 개 의 수신 신호(r1 및 r2)로 만들 수 있는 최대 이득이 되며, 이러한 과정이 MRC(maximal ratio combiner) 기법이다.
상술한 MRC 기법으로 수신 신호의 이득을 계산할 수 있고, 따라서 상기 신호 처리부(12)는 각 안테나(11-1, 11-2,... 11-N)에서 전송된 연속파(CW) 신호에 응답하여 태그(20)에서 반사된 신호들을 프로세싱하고 프로세싱 데이터를 생성할 수 있다.
상기 제어부(13)는 신호 처리부(12)에서 생성된 프로세싱 데이터를 수신할 수 있고, 상기 제어부(13)는 리더(10)에 포함된 다수의 안테나들(11) 중 최대 수신 파워를 갖는 하나의 안테나만을 신호 전송시에 활성화하기 위한 제어 신호(CS)를 출력할 수 있다.
실시예에 따라, 상술한 안테나 선택 과정이 기설정된 주기마다 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 기설정된 주기마다 상기 신호 처리부(12)는 각 안테나(11-1, 11-2,... 11-N)의 수신 파워를 측정할 수 있고, 상기 제어부(13)는 상기 기설정된 주기마다 상기 제어 신호(CS)를 출력할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 컨트롤러(13)는 기설정된 주기마다 선택된 채널을 통한 신호의 전송이 성공하였는지를 판단할 수 있고, 전송이 실패할 경우에만 상술한 안테나 재선택 과정이 수행되도록 본 발명의 실시예에 따른 리더(10)가 구현될 수 있다.
상기 리더(10)는 상술한 리더와 태그간 신호 전송 방법을 통해 하나의 안테 나를 이용하여 신호를 전송하기 때문에, 태그(20)의 각 안테나(20-1, 20-2,... 20-M)에 수신되는 신호는 각각 하나의 채널 이득으로 표시할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 태그(20)가 M개의 안테나들을 포함하고 있다고 예시할 때, 상기 채널 이득을 벡터로 표시하면 다음의 식과 같다.
Figure 112008081813351-pat00004
예컨대, hrt ,1은 리더(10)의 선택된 안테나로부터 태그(20)의 첫 번째 안테나(20-1)로 향하는 채널을 의미한다.
이러한 채널을 태그(20)에서 반사시켜서 리더(10)에서 수신되는 신호의 최종적인 채널을 도출하기 위하여 태그(20)와 리더(10) 간의 다음의 식과 같다고 가정한다.
Figure 112008081813351-pat00005
여기서, 리더(10)는 N개의 안테나들을 포함하는 것으로 예시하였으며, 예컨대 htr ,11은 태그(20)의 첫 번째 안테나(20-1)로부터 리더(10)의 첫 번째 안테나(11- 1)로 향하는 채널을 의미한다.
리더(10)에서 태그(20)로 전송되는 신호를 백스케터링하는 것까지 고려하여, 리더(10)에서 최종적으로 수신하는 신호의 채널은 다음의 식과 같다.
Figure 112008081813351-pat00006
일반적인 통신 방식에서는 오직 두 개의 채널의 곱으로만 표시되지만, 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템(1)에는 미모 알고리즘이 적용되기 때문에 리더(10)에서 수신하는 채널은 Heffective와 같이 여러 채널들의 곱의 합으로 나타낼 수 있다.
따라서, 태그(20)가 다수의 안테나들(20-1, 20-2, ... 20-M)을 포함할 때 하나의 안테나를 구비하는 경우에 비해 획득할 수 있는 채널 이득이 더 증가할 수 있고, 또한 최적화된 채널을 확보함으로써 태그(20)와 리더(10) 간의 통신 거리가 증가될 수 있으며 통신의 질이 향상될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템에서의 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 리더(10)는 각 안테나(11-1, 11-2, ... 11-N) 별로 연속파(CW) 신호 또는 부가 데이터를 태그(20)로 전송할 수 있다(S405).
상기 연속파(CW) 신호에 응답하여 태그(20)는 백스케터링된 응답 신호를 리더(10)로 전송할 수 있다(S410).
리더(10)에 포함된 신호 처리부(12)는 수신된 응답 신호를 MRC 처리하여(S415) 상기 제어부(13)에 전송할 수 있으며, 상기 제어부(13)는 수신된 프로세싱 결과에 기초하여 수신 파워가 가장 큰 안테나를 선택할 수 있다(S420).
다음으로, 리더(10)는 선택된 안테나를 통해 데이터를 전송하고(S425), 태그(20)는 수신된 데이터에 대응하는 응답 데이터를 전송할 수 있다(S430).
실시예에 따라, 기설정된 주기마다 데이터의 전송 성공 여부를 판단할 수 있고(S435), 데이터의 전송이 실패할 경우 상술한 안테나 선택 과정이 반복될 수 있다. 데이터의 전송이 성공할 경우, 선택된 안테나를 이용하여 계속 데이터를 송수신할 수 있다(S440).
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템의 개략적인 블록도.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템에서의 리더와 태그간 신호 전송 방법을 설명하기 위한 개략도.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 리더의 개략적인 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 시스템에서의 통신 방법을 설명하기 위한 흐름도.

Claims (12)

  1. 다수의 제1 안테나들, 상기 다수의 제1 안테나들에 각각 수신되는 각 응답 신호를 프로세싱하기 위한 신호 처리부, 및 상기 신호 처리부에서 프로세싱된 데이터에 기초하여 상기 다수의 제1 안테나들을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 리더; 및
    상기 리더와 통신하고, 다수의 제2 안테나들을 포함하는 태그를 포함하고,
    상기 신호 처리부는, MRC(maximal ratio combiner) 기법을 이용하여 상기 다수의 제1 안테나들에 각각 수신되는 상기 각 응답 신호를 프로세싱하여 프로세싱 데이터를 생성하고,
    상기 제어부는, 상기 신호 처리부에서 생성된 상기 프로세싱 데이터에 기초하여 상기 리더의 신호 전송시에 상기 다수의 제1 안테나들 중 어느 하나의 안테나만을 활성화하기 위한 상기 제어 신호를 출력하는 무선 주파수 인식 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 다수의 제1 안테나들 중에서, 상기 프로세싱 데이터에 기초하여 수신 파워가 가장 큰 안테나를 상기 리더의 신호 전송시에 활성화하기 위한 상기 제어 신호를 출력하는 무선 주파수 인식 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    기설정된 주기마다 상기 제어 신호를 출력하는 무선 주파수 인식 시스템.
  7. 다수의 제1 안테나들;
    상기 다수의 제1 안테나들에 수신되는 응답 신호들 중 적어도 두 개의 응답 신호들을 MRC(maximal ratio combiner) 프로세싱하여 프로세싱 데이터를 생성하기 위한 MRC 처리부; 및
    상기 MRC 처리부에서 생성된 상기 프로세싱 데이터에 기초하여, 상기 다수의 제1 안테나들 중 어느 하나의 안테나를 선택하기 위한 안테나 선택부를 포함하는 무선 주파수 인식 시스템에서의 리더.
  8. 제7항에 있어서, 상기 안테나 선택부는,
    기설정된 주기마다 상기 다수의 제1 안테나들 중 어느 하나의 안테나를 선택하는 무선 주파수 인식 시스템에서의 리더.
  9. 다수의 제1 안테나들을 포함하는 리더에서 MRC(maximal ratio combiner) 기법을 이용하여 상기 다수의 제1 안테나들 중 신호 전송을 위한 어느 하나의 안테나를 선택하는 단계;
    선택된 상기 안테나를 이용하여 다수의 제2 안테나들을 포함하는 태그에 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 태그에 포함된 각각의 안테나로부터 백스케터링되는 각 응답 신호를 상기 리더에 포함된 상기 다수의 제1 안테나들 각각이 수신하는 단계를 포함하는 리더와 태그 간의 신호 전송 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 리더에 포함된 다수의 제1 안테나들 중 신호 전송을 위한 어느 하나의 안테나를 선택하는 단계는,
    상기 리더에 포함된 상기 다수의 제1 안테나들 중 어느 하나의 안테나가 연속파(continuous wave) 신호를 상기 태그에 전송하는 단계;
    상기 리더에 포함된 각각의 안테나가 상기 태그에 포함된 상기 다수의 제2 안테나들로부터 각각 백스케터링되는 각각의 응답 신호를 수신하는 단계;
    상기 리더가 수신된 상기 각각의 응답 신호를 프로세싱하여 프로세싱 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 리더에 포함된 상기 다수의 제1 안테나들 각각에 대응하는 상기 프로세싱 데이터에 기초하여 상기 다수의 제1 안테나들 중 신호 전송을 위한 어느 하나의 안테나를 선택하는 단계를 포함하는 리더와 태그 간의 신호 전송 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 리더가 수신된 상기 각각의 응답 신호를 프로세싱하여 프로세싱 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 다수의 제1 안테나들에 각각 수신된 상기 응답 신호들 중 적어도 두 개의 응답 신호들을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 적어도 두 개의 응답 신호들을 MRC(maximal ratio combiner) 프로세싱하는 단계를 포함하는 리더와 태그 간의 신호 전송 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 리더에 포함된 상기 다수의 제1 안테나들 중 신호 전송을 위한 어느 하나의 안테나를 선택하는 단계는;
    기설정된 주기마다 상기 리더에 포함된 상기 다수의 제1 안테나들 중 신호 전송을 위한 어느 하나의 안테나를 선택하는 단계인 리더와 태그 간의 신호 전송 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150054541A (ko) * 2013-11-12 2015-05-20 한국전자통신연구원 Rfid 리더기의 수신 장치 및 수신 방법

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8929806B2 (en) 2011-05-31 2015-01-06 Facebook, Inc. Passively powering a wireless communications device
US8644892B2 (en) 2011-05-31 2014-02-04 Facebook, Inc. Dual mode wireless communications device
US9246554B2 (en) 2011-05-31 2016-01-26 Facebook, Inc. Using a wireless radio to manage power consumption
MX349041B (es) * 2013-03-15 2017-07-07 Facebook Inc Uso de un radio inalambrico para manejar el consumo de energia.
RU2756598C1 (ru) * 2021-03-09 2021-10-04 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Способ обнаружения и идентификации меток на ПАВ на фоне отражающих объектов

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002074279A (ja) 2000-08-30 2002-03-15 Toshiba Corp タグ情報読み取り装置
US7212116B2 (en) * 2003-12-10 2007-05-01 Motia, Inc. RFID system with an adaptive array antenna
US20070126585A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-07 Symbol Technologies, Inc. System integration of RFID and MIMO technologies

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002074279A (ja) 2000-08-30 2002-03-15 Toshiba Corp タグ情報読み取り装置
US7212116B2 (en) * 2003-12-10 2007-05-01 Motia, Inc. RFID system with an adaptive array antenna
US20070126585A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-07 Symbol Technologies, Inc. System integration of RFID and MIMO technologies

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150054541A (ko) * 2013-11-12 2015-05-20 한국전자통신연구원 Rfid 리더기의 수신 장치 및 수신 방법
KR102091513B1 (ko) 2013-11-12 2020-04-14 한국전자통신연구원 Rfid 리더기의 수신 장치 및 수신 방법

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