KR101283300B1 - Wireless communication system of near field - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템은 제1발진신호를 생성하는 제1위상동기회로; 제2발진신호를 생성하는 제2위상동기회로; 상기 제1위상동기회로 및 상기 제2위상동기회로를 제어하는 제어부; 상기 제1발진신호와 수신신호를 혼합하여 제1중간주파수신호로 변환하는 제1믹서부; 상기 제1발진신호와 상기 제2발진신호를 혼합하여 상기 제1중간주파수신호와 동일한 대역의 제2중간주파수신호로 변환하는 제2믹서부; 및 상기 제1중간주파수신호와 상기 제2중간주파수신호를 혼합하여 태그신호를 추출하는 제3믹서부를 포함한다.A short range wireless communication system according to an embodiment includes a first phase synchronization circuit for generating a first oscillation signal; A second phase synchronizer circuit for generating a second oscillation signal; A control unit controlling the first phase synchronization circuit and the second phase synchronization circuit; A first mixer which converts the first oscillation signal and the received signal into a first intermediate frequency signal; A second mixer for mixing the first oscillation signal and the second oscillation signal and converting the first oscillation signal into a second intermediate frequency signal of the same band as the first intermediate frequency signal; And a third mixer configured to extract a tag signal by mixing the first intermediate frequency signal and the second intermediate frequency signal.
실시예에 의하면 간섭이 발생된 채널을 정확히 파악할 수 있고, 리더의 채널 도약 동작을 제어할 수 있으므로 RF 신호의 인식거리, 수신감도, 인식률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 채널 동기화된 주파수 루프 방식을 통하여 수신신호를 처리하므로, 간섭신호, 잡음신호의 영향을 최소화하고 게인(gain) 특성, 필터링 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment, it is possible to accurately identify the channel in which the interference is generated and to control the channel hopping operation of the reader, thereby improving the recognition distance, reception sensitivity, and recognition rate of the RF signal. In addition, since the received signal is processed through a channel synchronized frequency loop method, the effects of the interference signal and the noise signal can be minimized and gain characteristics and filtering characteristics can be improved.
Description
도 1은 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도.1 is a block diagram schematically illustrating the components of a short-range wireless communication system according to an embodiment.
도 2는 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템의 채널 필터의 특성을 도시한 그래프.2 is a graph illustrating characteristics of a channel filter of a short range wireless communication system according to an embodiment.
도 3은 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템에서 측정된 간섭신호 분석용 데이터를 도시한 그래프.3 is a graph illustrating interference signal analysis data measured in a short-range wireless communication system according to an embodiment.
도 4는 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템이 제어하는 주파수 채널을 도시한 데이터 테이블.4 is a data table illustrating a frequency channel controlled by a short range wireless communication system according to an embodiment.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉Description of the Related Art
101, 102: 안테나 105: 저잡음증폭기(LNA)101, 102: antenna 105: low noise amplifier (LNA)
110: 제1믹서부 115: 전력증폭기(PA)110: first mixer 115: power amplifier (PA)
120: 채널필터 125: 제1스위치부120: channel filter 125: first switch unit
130: 제3믹서부 140: 복조부130: third mixer 140: demodulator
145: 제어부 150: 신호감지부145: control unit 150: signal detection unit
155: 비교기 160: 제1위상동기회로155: comparator 160: first phase synchronization circuit
165: 제2위상동기회로 170: 제2스위치부165: second phase synchronizing circuit 170: second switch unit
175: 제2믹서부 185: 변조부175: second mixer 185: modulator
190: 송신필터 195: 전력증폭모듈(PAM)190: transmission filter 195: power amplifier module (PAM)
실시예는 근거리 무선통신 시스템에 대하여 개시한다.An embodiment discloses a short range wireless communication system.
현재, 유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크 기술이 많은 이들의 주목을 받고 있는데, 유비쿼터스 네트워크 기술이란 시간과 장소에 구애됨이 없이 다양한 네트워크에 자연스럽게 접속할 수 있도록 하는 기술을 의미한다.Nowadays, ubiquitous network technology is attracting attention of many people. Ubiquitous network technology means a technology that makes it possible to connect to various networks smoothly regardless of time and place.
이러한 유비쿼터스 네트워크는 근거리 무선통신 시스템, 가령 RFID 시스템으로 구현할 수 있으며, RFID 시스템은 물품에 부착되어 세부정보가 내장된 태그, 태그의 정보를 RF통신을 이용하여 읽는 리더로 이루어진다. 태그는 리더가 위치되는 지역을 통과하며 RF통신을 이용하여 정보를 전달하게 되므로 상품의 유통, 조립, 가격 변동, 판매 등의 물류/유통 관리가 효율적으로 처리될 수 있는 기반을 제공한다.Such a ubiquitous network can be implemented as a short-range wireless communication system, for example, an RFID system. The RFID system is composed of a reader attached to an article and reading information of tags and tags using RF communication. Tags pass through the area where the reader is located and transmit information using RF communication, thus providing a basis for efficient management of logistics / distribution management such as distribution, assembly, price fluctuation and sales of the product.
RFID 시스템은 ASK(Amplitude Shift keying) 변조 방식을 이용한 포락선 검파를 통하여 구현되는 것이 일반적이며, 종래의 설계 방식에 의하면, 신호 복원률이 낮게 형성된다는 단점이 있다.The RFID system is generally implemented through envelope detection using an ASK (Amplitude Shift Keying) modulation method. According to the conventional design method, the signal restoration rate is low.
특히, RFID 리더의 경우 고속으로 이동되는 태그를 대상으로 하기 때문에 전파 환경의 변화가 심하고, 외부의 환경 변화에 따라 수신 신호가 크게 변화된다. 예를 들어, 태그가 이동되는 경우 태그 신호의 위상이 변화될 수 있으며, 특히 RFID 리더 간의 주파수 간섭 현상은 RFID 태그의 인식률에 큰 영향을 준다.In particular, in the case of the RFID reader, the radio wave environment is severely changed due to the tag moving at high speed, and the received signal is greatly changed according to the external environment. For example, when the tag is moved, the phase of the tag signal may be changed. Especially, the frequency interference between the RFID readers greatly affects the recognition rate of the RFID tag.
예를 들어, 다수개의 RFID 리더가 설치된 지역에 많은 태그들이 존재하는 경우, 동일한 주파수 대역을 사용하는 태그 신호가 동시에 RFID 리더들로 수신될 수 있으며, 이러한 경우 태그 신호 사이에 간섭 현상이 발생되어 RFID 리더는 신호를 처리할 수 없게 되고 데이터 인식률이 더욱 낮아지는 문제점이 있다.For example, when there are many tags in an area where a plurality of RFID readers are installed, tag signals using the same frequency band can be simultaneously received by RFID readers. In this case, an interference phenomenon occurs between tag signals, The reader can not process the signal and the data recognition rate is further lowered.
또한, 다른 RFID 리더의 송신 신호 또는 자신의 송신 신호가 RFID 리더의 수신단으로 전달되면, 송신 신호는 간섭 신호로 작용되어 태그 신호의 처리를 더욱 어렵게 할 수 있다.In addition, when a transmission signal of another RFID reader or its own transmission signal is transmitted to the receiving end of the RFID reader, the transmission signal may act as an interference signal, which may make processing of the tag signal more difficult.
RFID 주파수는 125 KHz, 135 KHz와 같은 저주파(LF), 13.56 MHz와 같은 고주파(HF), 433 MHz, 900 MHz 대역의 극초단파(UHF), 2.45 GHz 대역의 마이크로파 등 다양한데, 안테나와 통신모듈을 저렴하고 작게 만들 수 있는 점, 인식 거리가 길고 다수의 태그를 구분할 수 있는 점 등의 장점으로 인하여 900 MHz 대역의 주파수가 널리 활용될 전망이다.RFID frequencies range from low frequency (LF) such as 125 KHz and 135 KHz, high frequency (HF) such as 13.56 MHz, ultra high frequency (UHF) in the 433 MHz and 900 MHz bands, and microwave in the 2.45 GHz band. The frequency of the 900 MHz band is expected to be widely used due to the advantages of being able to make it small, small, long recognition distance, and distinguishing multiple tags.
그러나, 900 MHz 대역의 주파수는 전체 주파수 대역폭이 좁고 캐리어 수가 적으므로, 송신 신호를 비롯한 외부 간섭신호의 영향 또는 상기 태그 신호들 사이의 간섭 현상이 더욱 치명적인 문제점으로 인식될 수 있다.However, since the entire frequency bandwidth is narrow and the number of carriers is small, the frequency of the 900 MHz band can be perceived as a problem that the influence of an external interference signal including a transmission signal or a phenomenon of interference between the tag signals is more fatal.
이러한 주파수 간섭 현상의 영향을 최소화하기 위하여, 일반적으로 주파수 도약(hopping) 방식이 사용되는데, 대표적인 주파수 도약 방식으로는 FHSS(Frequency-Hopping Spread Spectrum)가 있으며, 23개의 독립 채널을 사용하고 채널 전체에 걸쳐 "Random Hopping Sequence"에 의하여 무작위로 채널을 도약하며 데이터를 송수신한다.In order to minimize the influence of the frequency interference phenomenon, a frequency hopping method is generally used. A typical frequency hopping method is Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS), which uses 23 independent channels and the entire channel. It randomly leaps channels by "Random Hopping Sequence" and transmits and receives data.
그러나, FHSS 방식 역시, 도약한 채널이 다른 RFID 리더에 의하여 사용되고 있다면 주파수 충돌이 발생되므로 리더간 간섭 현상을 완전히 배제하기는 어렵다.However, in the FHSS scheme, if the hopped channel is used by another RFID reader, it is difficult to completely exclude the inter-reader interference because a frequency collision occurs.
실시예는 간섭신호가 존재하는 리더의 통신 채널을 감시하고 간섭현상이 발생된 채널을 파악하여 리더를 제어함으로써, 주파수 도약방식으로 동작되는 다수개의 리더가 안정적으로 통신을 수행할 수 있도록 하는 근거리 무선통신 시스템을 제공한다.The embodiment monitors a communication channel of a reader in which an interference signal exists and controls a reader by identifying a channel in which an interference occurs, so that a plurality of readers operating in a frequency hopping method can stably communicate with each other. Provide a communication system.
또한, 실시예는 태그신호 사이의 간섭현상 또는 태그신호와 잡음성분신호 사이의 간섭현상을 배제하여 태그신호를 안정적으로 복원할 수 있는 근거리 무선통신 시스템을 제공한다.In addition, the embodiment provides a short-range wireless communication system capable of stably restoring a tag signal by eliminating interference between tag signals or interference between tag signals and noise component signals.
실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템은 제1발진신호를 생성하는 제1위상동기회로; 제2발진신호를 생성하는 제2위상동기회로; 상기 제1위상동기회로 및 상기 제2위상동기회로를 제어하는 제어부; 상기 제1발진신호와 수신신호를 혼합하여 제1중간주파수신호로 변환하는 제1믹서부; 상기 제1발진신호와 상기 제2발진신호를 혼합하여 상기 제1중간주파수신호와 동일한 대역의 제2중간주파수신호로 변환하는 제2믹서부; 및 상기 제1중간주파수신호와 상기 제2중간주파수신호를 혼합하여 태그신호를 추출하는 제3믹서부를 포함한다.A short range wireless communication system according to an embodiment includes a first phase synchronization circuit for generating a first oscillation signal; A second phase synchronizer circuit for generating a second oscillation signal; A control unit controlling the first phase synchronization circuit and the second phase synchronization circuit; A first mixer which converts the first oscillation signal and the received signal into a first intermediate frequency signal; A second mixer for mixing the first oscillation signal and the second oscillation signal and converting the first oscillation signal into a second intermediate frequency signal of the same band as the first intermediate frequency signal; And a third mixer configured to extract a tag signal by mixing the first intermediate frequency signal and the second intermediate frequency signal.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a short range wireless communication system according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
상기 근거리 무선통신 시스템은 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 무선랜(Wi-Fi), UWB(Ultra Wide Band), WiMax(World interoperability for Microwave access), DSRC(Dedicated Short Range Communication), RFID(Radio Frequency IDentification) 등과 같이 다양한 시스템 상에서 구현될 수 있으나, 실시예에서는 RFID 리더로 구현된 것으로 한다.The short range wireless communication system includes Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi, Ultra Wide Band (UWB), World Interoperability for Microwave Access (WiMax), Dedicated Short Range Communication (DSRC), and RFID ( It may be implemented on various systems such as Radio Frequency IDentification, etc., but in the embodiment, it is implemented as an RFID reader.
또한, 상기 근거리 무선통신 시스템은 900 MHz 대역의 UHF신호를 캐리어 신호로 이용하는 것으로 한다.In addition, the short-range wireless communication system uses a UHF signal in the 900 MHz band as a carrier signal.
도 1은 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)의 구성요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating components of a short range
도 1에 의하면, 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)은 수신 안테나(101), 송신 안테나(102), 저잡음증폭기(LNA; Low Noise Amplifier)(105), 제1믹서부(110), 전력증폭기(PA; Power Amplifier)(115), 채널필터(120), 제1스위치부(125), 제3믹서부(130), 복조부(140), 제어부(145), 신호감지부(150), 비교기(155), 제1위상동기회로(160), 제2위상동기회로(165), 제2스위치부(170), 제2믹서부(175), 대역통과필터(BPF; Band Pass Filter)(180), 변조부(185), 송신 필터(190), 전력증폭모듈(PAM; Power Amplifier Module)(195)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, a short range
실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)은 첫째, 주파수 루프 방식을 통 하여 수신신호를 처리하고, 둘째, 간섭신호를 감지하여 채널 도약 방식으로 동작된다.The short-range
상기 주파수 루프 방식은 2개의 위상동기회로를 루프 형태의 회로로 구성함으로써 태그신호를 복원하는 방식이며, 종래와 같이 하나의 위상동기회로를 이용하여 RF신호를 베이스밴드신호로 변환하는 방식보다 안정적으로 태그신호를 복원할 수 있다.The frequency loop method is a method of restoring a tag signal by configuring two phase synchronization circuits in a loop type circuit, and more stably than a method of converting an RF signal into a baseband signal using a single phase synchronization circuit as in the related art. The tag signal can be restored.
가령, 주파수 루프 방식을 이용하면 RF신호의 대역을 베이스밴드신호 대역으로 낮춰가는 과정에서 발생되는 DC 옵셋 성분의 영향을 배제할 수 있다.For example, the frequency loop scheme may exclude the influence of the DC offset component generated in the process of lowering the band of the RF signal to the baseband signal band.
우선, 상기 근거리 무선통신 시스템(100)의 주파수 루프 방식에 의한 동작에 대하여 설명한다.First, operation by the frequency loop method of the short range
상기 수신 안테나(101)는 태그 또는 다른 리더로부터 신호를 수신하여 저잡음증폭기(105)로 전달한다. 상기 수신 안테나(101)와 송신 안테나(102)는 듀얼형 안테나로 구비될 수 있다.The
상기 저잡음증폭기(105)는 감쇠 및 잡음의 영향으로 낮아진 수신신호의 전력을 저잡음 증폭시킨다.The
상기 제1믹서부(110)는 제1위상동기회로(160)로부터 제1발진신호를 공급받고, 저잡음증폭기(105)로부터 전달된 수신신호와 제1발진신호를 혼합하여 제1중간주파수신호로 변환한다.The
상기 제1위상동기회로(160)는 제어부(145)로부터 주파수 호핑 정보를 전달받아 소정 대역으로 호핑되는 다수개의 제1발진신호를 순차적으로 생성하는데, 이와 관련된 동작은 채널 도약 동작과 관련하여 상세히 후술하기로 한다.The first
상기 제1위상동기회로(160)는 970MHz의 제1발진신호를 기준으로 하여 이후 약 200KHz 내지 500KHz의 간격으로 호핑되는 다수개의 제1발진신호를 생성하는데, 설명의 편의를 위하여 970MHz의 제1발진신호가 공급되는 경우에 대하여 설명한다.The first
상기 수신신호는 900MHz 대역의 신호이므로, 제1믹서부(110)에 의하여 수신신호와 제1발진신호가 혼합되면 70HMz의 제1중간주파수신호가 생성된다.Since the received signal is a signal of the 900 MHz band, when the received signal and the first oscillation signal are mixed by the
상기 전력증폭기(115)는 제1믹서부(110)와 연결되어 제1중간주파수신호를 증폭시키는데, 증폭된 제1중간주파수신호는 상기 신호감지부(150)에 의하여 감지 가능한 신호 범위를 가진다.The
도 2는 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)의 채널 필터(120)의 특성을 도시한 그래프이다.2 is a graph illustrating characteristics of the
상기 채널필터(120)는 제1중간주파수신호의 혼합 과정에서 혼재된 잡음신호를 필터링하며, RFID 채널 별로 할당된 주파수 대역에 따라 제1중간주파수신호의 대역폭을 조정한다.The
도 2에 도시된 것처럼, RFID 채널은 1dB 대역폭(Bandwidth; 1.3MHz)(D1), 3dB 대역폭(1.5MHz)(D2), 40dB 대역폭(2.43MHz)(D3)을 기준으로 하는 경우가 있으며, 실시예처럼 900MHz 대역의 캐리어 신호를 이용하는 경우 1dB 대역폭(D1)을 기준으로 하는 것이 좋다.As shown in FIG. 2, the RFID channel may be based on a 1 dB bandwidth (1.3 MHz) (D1), a 3 dB bandwidth (1.5 MHz) (D2), and a 40 dB bandwidth (2.43 MHz) (D3). As an example, when using a carrier signal in the 900 MHz band, it is recommended to refer to the 1 dB bandwidth (D1).
상기 채널필터(120)는 1dB 대역폭(D1)의 기준을 충족시키기 위하여 약 1.28MHz 대역폭을 가지도록 상기 제1중간주파수신호를 필터링하는데, 상기 제1중간 주파수신호는 70MHz의 주파수(C2)를 가지며 따라서 70MHz(C2)를 중간 지점으로 하여 69.36MHz(C1)로부터 70.64MHz(C3)까지의 신호 구간을 필터링한다.The
이렇게 채널 필터링됨에 따라 이후 제3믹서부(130)에서 태그 신호가 복원되는 경우 인접된 리더 신호 또는 다른 태그신호와의 간섭 현상을 배제하고 태그 복원률을 향상시킬 수 있다.As the channel is filtered as described above, when the tag signal is restored in the
상기 채널필터(120)는 가령, 쏘우(SAW)필터로 구비될 수 있다.The
상기 채널필터(120)에서 처리된 제1중간주파수신호는 제1스위치부(125)를 통하여 제3믹서부(130)로 전달된다.The first intermediate frequency signal processed by the
한편, 상기 제2위상동기회로(165)는 약 900MHz의 제2발진신호를 생성하여 제2스위치부(170)로 전달한다.Meanwhile, the second
상기 제2위상동기회로(165)는 제어부(145)로부터 주파수 호핑 정보를 전달받아 소정 대역으로 호핑되는 다수개의 제2발진신호를 순차적으로 생성하는데, 이와 관련된 동작은 채널 도약 동작과 관련하여 상세히 후술하기로 한다.The second
상기 제2위상동기회로(165)는 900MHz의 제2발진신호를 기준으로 하여 이후 약 200KHz 내지 500KHz의 간격으로 호핑되는 다수개의 제2발진신호를 생성하는데, 설명의 편의를 위하여 900MHz의 제2발진신호가 공급되는 경우에 대하여 설명한다.The second
상기 제2발진신호는 제2스위치부(170)를 통하여 제2믹서부(175)로 전달되고, 상기 제2믹서부(175)는 제1위상동기회로(160)로부터 제1발진신호를 전달받는다.The second oscillation signal is transmitted to the
상기 제2믹서부(175)는 상기 제1발진신호와 제2발진신호를 혼합하여 제2중간주파수신호를 생성하는데, 상기 제1발진신호는 약 970MHz 신호이고 상기 제2발진신 호는 약 900MHz 신호이므로, 제2중간주파수신호는 약 70MHz 신호가 된다.The
따라서, 상기 제1중간주파수신호와 제2중간주파수신호는 동일한 대역, 즉 70MHz의 신호가 된다.Therefore, the first intermediate frequency signal and the second intermediate frequency signal are the same band, that is, the signal of 70MHz.
상기 제1믹서부(110)와 제2믹서부(175)는 예를 들어, 믹서, 다이오드 등을 포함하는 싱글 믹서 소자로 구현될 수 있다.For example, the
상기 제2믹서부(175)에서 처리된 제2중간주파수신호는 대역통과필터(180)로 전달되고, 대역통과필터(180)는 믹싱 과정에서 혼재된 잡음성분을 필터링한다.The second intermediate frequency signal processed by the
상기 제3믹서부(130)는 제1스위치부(125)로부터 제1중간주파수신호를 전달받고, 대역통과필터(180)로부터 제2중간주파수신호를 전달받아 두 개의 중간주파수신호를 혼합한다.The
따라서, 제1중간주파수신호 중 70MHz에 해당되는 캐리어 신호는 제2중간주파수신호와 상쇄되고, 최종적으로 40KHz 내지 640KHz 에 해당되는 태그신호가 추출될 수 있다.Accordingly, the carrier signal corresponding to 70 MHz among the first intermediate frequency signals may be canceled from the second intermediate frequency signal, and finally the tag signal corresponding to 40 KHz to 640 KHz may be extracted.
이상의 설명과 같이 루프 회로를 이루는 다수개의 위상동기회로(160, 165)를 통하여 태그신호를 복원하는 방식을 주파수 루프 방식이라 한다.As described above, the method of restoring the tag signal through the plurality of
상기 제3믹서부(130)는 벌룬(Balun)회로(132), 제1믹서(134), 제2믹서(136)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 벌룬회로(132)는 중간주파수신호의 I신호(가령, "E sin ωt")및 Q신호(가령, "E cos ωt")로 분리시킨다.The
상기 믹서들(134, 136)은 이중 혼합기로서, 제1믹서(134)는 90도의 위상차를 가지는 I 베이스밴드신호(I+신호 및 I-신호)를 합성하고, 제2믹서(136)는 90도의 위상차를 가지는 Q 베이스밴드신호(Q+신호 및 Q-신호)를 합성한다.The
상기 복조부(140)는 ADC(Analog to Digital Converter)를 포함하여 베이스밴드 I신호 및 베이스밴드 Q신호를 다수의 극성을 가지는 디지털 신호로 복조처리한다.The
상기 제어부(145)는 통신 프로토콜을 구비하여 태그와의 무선 통신을 제어하고, 복조부(140)로부터 전달된 신호를 응용 계층 상에서 디지털 신호로 처리하거나 처리된 디지털 신호를 변조부(185)로 전달한다.The
또한, 상기 제어부(145)는 태그신호의 기기식별코드를 분석하기 위하여 데이터 포맷을 변환하고 필요한 정보를 추출하기 위하여 필터링 연산을 처리한다. 상기 제어부(145)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)회로나 DSP(Digital Signal Processing)회로를 이용하여 구현가능하다.In addition, the
이어서, 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)의 채널 도약 동작에 대하여 설명한다.Next, a channel hopping operation of the short range
상기 제1스위치부(125)는 주기적으로 스위칭 동작을 수행하며, 상기 채널필터(120)를 경유한 제1중간주파수신호를 신호감지부(150)로 분기시킨다.The
즉, 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)은 상기 제1스위치부(125)이 스위칭 동작에 의하여 수신신호를 태그신호로 복원하거나 간섭신호의 존재 유무를 파악하는 두가지 기능을 수행할 수 있다.That is, the short-range
상기 수신 안테나(101)를 통하여 수신되는 신호에는 간섭신호가 존재하는데, 간섭신호는 송신경로단(170, 185, 190, 195)으로부터 전달된 신호이거나, 송신 안테나(102)를 통하여 송신됨과 동시에 피드백되어 수신신호와 섞인 신호일 수 있다. 그 밖에 인접된 채널 사이의 간섭신호일 수 있다.An interference signal exists in a signal received through the
가령, 상기 간섭신호가 피드백 송신신호인 경우 약 30dBm의 전력 범위를 가지고, 수신신호는 약 -10dBm의 전력 범위를 가지므로 수신신호는 피드백 송신신호에 묻히게 되며 따라서, 수신신호는 안정적으로 복원되기 어렵게 된다.For example, when the interference signal is a feedback transmission signal, the received signal has a power range of about 30 dBm, and the received signal has a power range of about -10 dBm, so that the received signal is buried in the feedback transmission signal, thus making it difficult to recover the received signal stably. do.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)은 주파수 호핑을 처리한다.In order to solve this problem, the short-range
상기 신호감지부(150)는 제1스위치부(125)로부터 분기된 제1중간주파수신호의 전력 레벨을 감지하는데, 가령 로그 앰프로 구비될 수 있으며 아날로그 상태인 제1중간주파수신호를 직류전압신호로 출력함으로써 전력 레벨을 감지할 수 있는 상태로 변환한다.The
이때, 상기 신호감지부(150)는 제1중간주파수신호를 직접(Direct) 데시벨 값에 비례한 직류전압신호로 출력시킴으로써 수신 가능한 전력 레벨의 신호 감도 범위를 확장시킬 수 있다.In this case, the
상기 제어부(145)는 RFID 전파 규격의 종류 또는 국가별 할당 주파수 등의 규격(Spec)에 따라 차별화된 기준전압(Reference voltage)을 비교기(155)로 전달한다.The
상기 비교기(155)는 신호감지부(150)로부터 전달된 전력레벨신호의 전압과 기준전압을 비교하여 비교정보를 생성하고 이를 제어부(145)로 전달하는데, 상기 비교정보는 간섭신호 분석용 데이터로 이용된다.The
도 3은 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)에서 측정된 간섭신호 분석용 데이터를 도시한 그래프이다.3 is a graph illustrating interference signal analysis data measured in the short range
상기 제어부(145)는 비교 정보를 분석하여 간섭신호의 존재 유무를 판단하는데, 도 3을 참조하면, 정상 범위의 비교신호(B) 구간과 비정상 범위의 비교신호(A) 구간이 존재한다.The
따라서, 제어부(145)는 "A"신호를 분석하여 간섭신호의 존재 유무, 송신신호의 피드백 레벨, 반사 계수에 의한 반사 수치 등을 해석할 수 있다.Accordingly, the
상기 제어부(145)는 해석 결과에 따라 간섭신호가 존재한다고 판단되는 경우 상기 제1위상동기회로(160) 및 상기 제2위상동기회로(165)로 동기화 정보 및 주파수 호핑 정보를 전달한다.The
상기 제1위상동기회로(160)와 제2위상동기회로(165)는 각각 970 MHz의 제1발진신호, 900 MHz의 제2발진신호를 초기 신호로 공급하며, 이후 상기 동기화 정보 및 주파수 호핑 정보가 전달되면 발진신호를 동기화하고, 동시에 주파수 호핑 동작을 처리한다.The first
즉, 상기 제1발진신호와 제2발진신호는 70 MHz 대역폭을 유지하면서 동시에 200KHz 내지 500KHz 간격으로 주파수 호핑될 수 있다.That is, the first oscillation signal and the second oscillation signal may be frequency hopped at intervals of 200 KHz to 500 KHz while maintaining a 70 MHz bandwidth.
따라서, 상기 제3믹서부(130)는 주파수 호핑된 제1발진신호와 제2발진신호가 전달되더라도 주파수 루프 방식을 통하여 태그신호를 안정적으로 복원할 수 있게 된다.Therefore, the
또한, 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)은 간섭신호가 발생된 채널을 피하여 다른 채널로 도약할 수 있으므로 안정적으로 RFID 통신을 수행할 수 있다. 즉, 채널 도약 동작과 주파수 루프 방식의 동작이 연동됨으로써 태그 신호의 복원률이 최대화될 수 있다.In addition, since the short-range
실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)은 FHSS 방식으로 동작되며, 예를 들어 900 MHz 대역의 15개 주파수 채널을 이용하여 신호를 처리할 수 있다.The short range
한편, 상기 제2스위치부(170)는 제2발진신호를 제2믹서부(175) 또는 변조부(185)로 분기시키는데, 제2믹서부(175)로 분기되는 경우의 제2발진신호는 전술한 대로 태그신호를 복원하는데 이용되고, 변조부(185)로 분기되는 경우의 제2발진신호는 송신신호를 처리하는데 이용된다.On the other hand, the
상기 제1스위치부(125)와 제2스위치부(170)는 2개의 신호경로를 가지는 SPDT(Single Pole Double Throw)소자로 구비될 수 있다.The
상기 변조부(185)는 싱글 믹서 또는 다수개의 믹서를 포함하여 구현될 수 있으며, 제어부(145)로부터 전달되는 디지털 송신신호를, 제2스위치부(170)로부터 전달된 제2발진신호와 혼합하여 RF 대역의 송신신호로 변조한다.The
이때, 상기 변조부(185)는 ISO 18000-6A, ISO 18000-6B, ISO 18000-6C 등과 같은 UHF RFID Protocol에 따른 PIE(Pulse-Interval Encoding) 신호 규격에 따라 변조를 수행할 수 있다.In this case, the
상기 송신필터(190)는 변조 과정에 발생된 잡음성분의 신호를 필터링하고, 필터링된 송신신호를 전력증폭모듈(195)로 전달한다.The
상기 전력증폭모듈(195)은 다수의 전력증폭기를 포함하여 송신신호를 출력 가능한 상태로 증폭시키고, 증폭된 신호는 송신 안테나(102)를 통하여 태그로 송신된다.The
도 4는 실시예에 따른 근거리 무선통신 시스템(100)이 제어하는 주파수 채널을 도시한 데이터 테이블이다.4 is a data table illustrating a frequency channel controlled by the short range
상기 제어부(145)는 도 4에 도시된 데이터 테이블에 의하여, 15개의 채널 중 5번 채널(E1)과 10번 채널(E2)에 간섭신호가 발생되었음을 감지하고 다음 채널, 각각 6번 채널과 11번 채널로 도약할 것을 알리는 주파수 호핑 정보를 생성한다.The
상기 주파수 호핑 정보가 생성되면, 상기 제어부(145)는 이를 동기화 정보와 함께 제1위상동기회로(160)와 제2위상동기회로(165)로 전달한다.When the frequency hopping information is generated, the
이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications not illustrated in the drawings are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments of the present invention can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
실시예는 다음과 같은 효과가 있다.The embodiment has the following effects.
첫째, 실시예에 의하면 간섭이 발생된 채널을 정확히 파악할 수 있고, 리더의 채널 도약 동작을 제어할 수 있으므로 RF 신호의 인식거리, 수신감도, 인식률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.First, according to the embodiment, it is possible to accurately identify the interference generated channel and control the channel hopping operation of the reader, thereby improving the recognition distance, reception sensitivity, and recognition rate of the RF signal.
둘째, 한정된 공간에 다수개의 리더를 설치하여 근거리 무선 통신을 수행할 수 있으며, 인식거리 및 수신감도를 비롯하여 태그의 인식률을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Second, by installing a plurality of readers in a limited space to perform short-range wireless communication, there is an effect that can improve the recognition rate of the tag, including the recognition distance and reception sensitivity.
셋째, 대역폭이 좁고 캐리어 수가 적은 주파수 대역을 사용하는 경우라도 대역 사이의 간섭 현상을 최소화하여 통신을 수행할 수 있는 효과가 있다.Third, even in the case of using a frequency band with a narrow bandwidth and a small number of carriers, there is an effect that communication can be performed by minimizing interference between bands.
넷째, 채널 동기화된 주파수 루프 방식을 통하여 수신신호를 처리하므로, 간섭신호, 잡음신호의 영향을 최소화하고 게인(gain) 특성, 필터링 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Fourth, since the received signal is processed through the channel-synchronized frequency loop method, it is possible to minimize the influence of the interference signal and the noise signal and to improve the gain characteristics and the filtering characteristics.
Claims (9)
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KR1020070049027A KR101283300B1 (en) | 2007-05-21 | 2007-05-21 | Wireless communication system of near field |
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Citations (2)
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KR19980054198U (en) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 조희재 | 900MHz wireless telephone receiver module |
KR100680501B1 (en) * | 2006-03-08 | 2007-02-08 | 엘지이노텍 주식회사 | Radio frequency identification system of dual phase locked loop type |
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2007
- 2007-05-21 KR KR1020070049027A patent/KR101283300B1/en active IP Right Grant
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KR100680501B1 (en) * | 2006-03-08 | 2007-02-08 | 엘지이노텍 주식회사 | Radio frequency identification system of dual phase locked loop type |
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