KR101372112B1 - Radio Frequency IDentification transmitter/receiver device - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 RFID 송수신 장치는 제1발진신호 및 제2발신호를 생성하는 제1위상편이기; 상기 제1발진신호를 수신신호와 믹싱하여 I(In-phase)측정신호를 생성하고, I측정신호를 처리하는 I측정신호 처리부; 상기 제2발진신호를 수신신호와 믹싱하여 Q(Quadrature-phase)측정신호를 생성하고, Q측정신호를 처리하는 Q측정신호 처리부; 및 상기 I측정신호 및 Q측정신호를 해석하여 분석정보를 생성하는 측정신호분석모듈, 상기 분석정보에 따라 RFID 주파수 대역을 일정 대역폭으로 분할하여 다수개의 채널을 코딩하는 채널다중화모듈을 포함하는 제어부를 포함한다.RFID transmitting and receiving device according to an embodiment is a first phase piece for generating a first oscillation signal and a second oscillation signal; An I measurement signal processor configured to generate an I (in-phase) measurement signal by mixing the first oscillation signal with a reception signal, and to process the I measurement signal; A Q measurement signal processor configured to generate a quadrature-phase (Q) measurement signal by mixing the second oscillation signal with a received signal and to process a Q measurement signal; And a control signal analysis module for analyzing the I measurement signal and the Q measurement signal to generate analysis information, and a channel multiplexing module for dividing an RFID frequency band into a predetermined bandwidth and coding a plurality of channels according to the analysis information. Include.
실시예에 의하면, 채널 다중화를 통하여 RFID 채널 사이의 간섭 현상을 배제할 수 있으므로 태그 신호의 인식거리, 수신감도, 인식률을 향상시킬 수 있다. 또한, 다중 채널의 파장 간격을 일정하게 유지할 수 있으며, 따라서 과대한 PAR로 인한 비선형 간섭신호, 수신감도의 저하, SNR 증가 등을 방지할 수 있다.According to the embodiment, interference between the RFID channels can be eliminated through channel multiplexing, thereby improving the recognition distance, reception sensitivity, and recognition rate of the tag signal. In addition, the wavelength spacing of the multiple channels can be kept constant, thereby preventing nonlinear interference signals, a decrease in reception sensitivity, and an increase in SNR due to excessive PAR.
RFID, 채널 다중화, 위상동기회로, 감쇄기, 증폭기, 위상편이기 RFID, channel multiplexing, phase-lock circuit, attenuator, amplifier, phase shifter
Description
실시예는 RFID 송수신 장치에 관하여 개시한다.An embodiment discloses an RFID transceiver.
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.Ubiquitous network technology has attracted the 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 장치, 가령 RFID 송수신 장치로 구현될 수 있는데, RFID 송수신 장치는 물품에 부착되고 물품정보가 내장된 태그, 태그의 정보를 RF통신을 이용하여 읽는 리더 등으로 이루어진다.Such a ubiquitous network may be implemented as a short range wireless communication device, for example, an RFID transceiver, and the RFID transceiver includes a tag attached to an article and embedded with article information, and a reader that reads information of the tag using RF communication.
리더는 수십 개 내지 수백 개의 태그를 대상으로 통신을 수행하므로, 채널 사이에 간섭 현상이 유발되기 쉬우며, 특히 과대한 PAR(Peak to Average Power Ration)로 인한 비선형 간섭신호는 RFID 통신에 악영향을 초래한다.Since readers communicate with dozens or hundreds of tags, it is easy to cause interference between channels, and especially nonlinear interference signals caused by excessive peak to average power rating (PAR) can adversely affect RFID communication. do.
또한, 리더의 경우 이동되는 태그를 통신대상으로 하므로, 여러가지 요인에 의한 불안정한 수신환경에 처하는데, 첫째, 포락선 검파를 통한 ASK(Amplitude Shift keying) 변조(modulation) 방식을 이용하여 구현되는 경우, 인식률이 저하되 는 점, 둘째, 변조 방식의 종류에 따라 태그(Tag)로의 에너지 공급 구조가 다양하게 변화될 수 있는 점, 셋째, 태그가 고속으로 이동되므로 위상 천이가 발생되거나 수신각이 변화되는 점, 넷째, 송수신 시 동일한 주파수 대역을 사용하며 변조시 I/Q 신호의 분리 및 합성 방식에 따라 위상 반전과 같은 신호 왜곡, 인식 거리, 에러율 등이 차별적으로 일어날 수 있는 점 등을 그 예로 들 수 있다.In addition, in the case of the reader, the tag being moved is the target of communication, and thus, the reader is in an unstable reception environment due to various factors. First, when implemented using the ASK (Amplitude Shift Keying) modulation method through envelope detection, the recognition rate Second, the energy supply structure to the tag can be variously changed according to the type of modulation method. Third, the phase shift occurs or the reception angle is changed because the tag is moved at high speed. Fourth, for example, the same frequency band may be used for transmission and reception, and signal distortions such as phase inversion, recognition distance, and error rate may be differentially generated according to the separation and synthesis of I / Q signals during modulation. .
특히, 신호 복원의 중요한 변수로 주파수 대역의 이득 평탄도(gain flatness) 및 출력을 들 수 있는데, 파장에 따른 이득의 차이가 있을 경우 증폭 과정에서 채널 사이에 전력 차이가 발생되고, 전력이 커진 신호에 의하여 증폭기 출력이 포화됨으로써 다른 채널의 신호는 미약하게 된다.In particular, important parameters of signal recovery include gain flatness and output of a frequency band. If there is a difference in gain according to a wavelength, a power difference between channels occurs during amplification, and a signal with increased power By saturating the amplifier output, the signal of the other channel is weak.
따라서, 신호 복원이 어렵게 되는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem that signal recovery becomes difficult.
실시예는 RFID 채널 사이에 발생되는 간섭 현상을 최소화하고, 태그 인식 거리를 확장할 수 있으며, 태그 에너지의 공급 및 태그 인식률(신호 복원률)을 향상시킬 수 있는 RFID 송수신 장치를 제공한다.The embodiment provides an RFID transceiver which can minimize interference occurring between RFID channels, extend a tag recognition distance, and improve tag supply and tag recognition rate (signal recovery rate).
실시예에 따른 RFID 송수신 장치는 제1발진신호 및 제2발신호를 생성하는 제1위상편이기; 상기 제1발진신호를 수신신호와 믹싱하여 I(In-phase)측정신호를 생성하고, I측정신호를 처리하는 I측정신호 처리부; 상기 제2발진신호를 수신신호와 믹싱하여 Q(Quadrature-phase)측정신호를 생성하고, Q측정신호를 처리하는 Q측정신호 처리부; 및 상기 I측정신호 및 Q측정신호를 해석하여 분석정보를 생성하는 측정신호분석모듈, 상기 분석정보에 따라 RFID 주파수 대역을 일정 대역폭으로 분할하여 다수개의 채널을 코딩하는 채널다중화모듈을 포함하는 제어부를 포함한다.RFID transmitting and receiving device according to an embodiment is a first phase piece for generating a first oscillation signal and a second oscillation signal; An I measurement signal processor configured to generate an I (in-phase) measurement signal by mixing the first oscillation signal with a reception signal, and to process the I measurement signal; A Q measurement signal processor configured to generate a quadrature-phase (Q) measurement signal by mixing the second oscillation signal with a received signal and to process a Q measurement signal; And a control signal analysis module for analyzing the I measurement signal and the Q measurement signal to generate analysis information, and a channel multiplexing module for dividing an RFID frequency band into a predetermined bandwidth and coding a plurality of channels according to the analysis information. Include.
실시예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.The embodiment has the following effects.
첫째, RFID 기술에서 사용되는 좁은 주파수 대역 안에서 채널 다중화를 통하여 RFID 채널 사이의 간섭 현상을 배제할 수 있으므로 태그 신호의 인식거리, 수신감도, 인식률을 향상시킬 수 있으며, 리더들의 배치 자유도가 확보되는 효과가 있다.First, the interference phenomenon between RFID channels can be eliminated through channel multiplexing within narrow frequency bands used in RFID technology, so that the recognition distance, reception sensitivity, and recognition rate of tag signals can be improved. There is.
둘째, 다중 채널의 파장 간격을 일정하게 유지할 수 있으며, 따라서 과대한 PAR로 인한 비선형 간섭신호, 수신감도의 저하, SNR(Signal to Noise Ratio) 증가 등을 방지할 수 있다.Second, the wavelength spacing of the multiple channels can be kept constant, thereby preventing nonlinear interference signals, a decrease in reception sensitivity, and an increase in signal to noise ratio (SNR) due to excessive PAR.
셋째, RFID 신호를 채널 별로 정밀하게 측정하고 분석할 수 있으므로, 다중화된 채널 중 신호 복원률이 높은 채널만을 선택적으로 이용할 수 있으며, 태그로 원할하게 에너지를 공급할 수 있는 효과가 있다.Third, since the RFID signal can be precisely measured and analyzed for each channel, only a channel having a high signal recovery rate can be selectively used among the multiplexed channels, and an energy can be smoothly supplied to a tag.
첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 RFID 송수신 장치에 대하여 설명하는데, 설명의 편의를 위하여 실시예에 따른 RFID 송수신 장치는 약 900 MHz 대역의 UHF 신호를 캐리어 신호로 이용하는 RFID 리더인 것으로 한다.An RFID transceiver according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. For convenience of description, the RFID transceiver according to the embodiment is an RFID reader using a UHF signal of about 900 MHz as a carrier signal.
도 1은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100) 중 수신신호 전력조정부(110)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the components of the
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100)는 수신 안테나(101), 송신 안테나(102), 수신신호 전력조정부(110), 제1스위치부(105), Rx신호처리부(120), I측정신호 처리부(130), Q측정신호 처리부(140), Tx신호처리부(150), 제1위상편이기(185), 제2스위치부(170), 위상동기회로부(175), 제3스위치부(180) 및 제어부(160)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the
상기 수신신호 전력조정부(110)는 수신 안테나(101)와 제1스위치부(105) 사이에 연결되고, 간섭신호의 영향, 안테나 이득의 영향, 내부 회로의 증폭 이득 영향으로 인하여 수신신호가 포화되는 현상을 방지하기 위하여 수신신호의 전력을 조 정한다.The received signal
도 2를 참조하면, 상기 수신신호 전력조정부(110)는 제1증폭기(PA; Power Amplifier)(112), 제1감쇄기(114), 제1필터(116)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the received
상기 제1증폭기(112)는 수신신호의 전력이 기준 수치보다 작은 경우 수신신호의 전력을 증폭시키고, 제1감쇄기(114)는 수신신호의 전력이 최대 수치에 다다른 경우 수신신호의 전력을 감쇄시킨다. 또한, 제1감쇄기(114)는 하향 조정된 수신신호의 전력을 증폭하여 소정 폭으로 상향 조정할 수도 있다.The
상기 제어부(160)는 I측정신호 처리부(130)와 Q측정신호 처리부(140)로부터 측정신호를 전달받고 측정신호를 분석하는데, 이때 수신신호의 전력을 감지하여 상기 제1증폭기(112) 및 제1감쇄기(114)를 제어한다.The
도 1을 참조하면, 상기 제1스위치부(105)는 수신신호 전력조정부(110)로부터 전달된 수신신호를 Rx신호처리부(120), I측정신호 처리부(130), Q측정신호 처리부(140)로 선택적으로 분기시킨다.Referring to FIG. 1, the
상기 제1스위치부(105)는 분배기, 서큘레이터, 3-경로 다바이더(3-way devider) 회로 등으로 구비될 수 있다.The
상기 Rx신호처리부(120)는 수신 안테나(101)를 통하여 수신된 신호를 베이스밴드신호로 변환하고 복조하여 제어부(160)로 전달한다.The
상기 Tx신호처리부(150)는 제어부(160)로부터 송신신호를 전달받아 변조하고 RF신호로 변환하여 송신 안테나(102)로 전달한다.The Tx
또한, 상기 I측정신호 처리부(130)는 제1스위치부(105)로부터 분기된 수신신 호를 I(In-phase)신호 상태인 측정 신호로 처리하는 구성부이고, Q측정신호 처리부(140)는 분기된 수신신호를 Q(Quadrature-phase)신호 상태인 측정신호로 처리하는 구성부이다.In addition, the I
상기 I측정신호 처리부(130)와 Q측정신호 처리부(140)에서 처리된 측정신호는 제어부(160)로 전달되어 분석정보를 생성하는데 이용된다.The measurement signals processed by the I
한편, 제어부(160)는 분석정보가 생성됨에 따라, 현재 채널의 위상, 전력 레벨이 불안정한 상태라고 판단되면, 900MHz 대역의 RFID 채널의 초기 주파수를 변경하여 16개의 채널을 새롭게 코딩한다.Meanwhile, as the analysis information is generated, if the phase information and the power level of the current channel are determined to be unstable as the analysis information is generated, the
가령, 태그와의 인식 거리에 변화가 생기는 경우, 수신신호가 안테나에 도달하는 시점에서의 위상점에 변화가 생기게 되며, 특히 파장에 따른 I신호와 Q신호 사이에 이득의 차이가 있을 경우 증폭 과정에서 채널 사이에 전력 차이가 발생된다.For example, when the recognition distance with the tag changes, the phase point at the point of time when the received signal reaches the antenna is changed. In particular, when there is a difference in gain between the I and Q signals depending on the wavelength, the amplification process occurs. In the power difference between the channels occurs.
이렇게 채널 사이에 전력 차이가 발생되면 전력이 커진 신호에 의하여 증폭기 출력이 포화됨으로써 다른 채널의 신호는 미약하게 된다.When the power difference between the channels occurs, the amplifier output is saturated by the signal with the increased power, and the signal of the other channel is weak.
따라서, 제어부(160)는 상기와 같은 채널 다중화를 통하여 태그 인식거리 변화에 따른 문제점, 간섭신호에 의한 문제점을 해결할 수 있다.Therefore, the
상기 제어부(160)의 측정신호 분석 기능, 채널 다중화 기능에 대해서는 도 7을 참조하여 상세히 후술하기로 한다.The measurement signal analysis function and the channel multiplexing function of the
채널이 다중화되면, 상기 제어부(160)는 제어신호를 위상동기회로부(175)로 전달하고, 위상동기회로부(175)는 다중화된 채널에 대응되는 다수의 발진신호를 생 성한다.When the channel is multiplexed, the
상기 제3스위치부(180)는 위상동기회로부(175)로부터 발진신호를 전달받아 선택적으로 분기시키는데, 가령 2개의 경로로 분기시킬 수 있다.The
상기 발진신호는 상기 제3스위치부(180)를 통하여 제1위상편이기(185)로 전달되거나 또는 Rx신호처리부(120)와 Tx신호처리부(150)로 전달될 수 있다.The oscillation signal may be transmitted to the
이하, 도 3을 참조하여 Rx신호처리부(120)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the
도 3은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100) 중 Rx신호처리부(120)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.3 is a block diagram schematically showing the components of the
도 3을 참조하면, Rx신호처리부(120)는 신호분배부(121), 제2위상편이기(122), 제1믹서(123), 제2필터(124), 제2믹서(125), 제3필터(126), 복조부(127)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the
상기 신호분배부(121)는 제1스위치부(105)를 통하여 전달된 수신신호를 동일한 전력 크기를 가지는 두 개의 신호로 분기하여 각각 제1믹서(123)와 제2믹서(125)로 전달한다.The
상기 제2위상편이기(122)는 제3스위치부(180)로부터 전달된 발진신호의 위상을 변이하여 I신호 상태와 Q신호 상태로 만드는 회로이다. 상기 제2위상편이기(122)는 벌룬(balun) 회로로 구현될 수도 있다.The
상기 제2위상편이기(122)는 I신호 상태인 제3발진신호를 제1믹서(123)로 전달하고, Q신호 상태인 제4발진신호를 제2믹서(125)로 전달한다.The
상기 제1믹서(123)는 분기된 일측의 수신신호를 제3발진신호와 믹싱하여 베 이스밴드 I신호로 변환하고, 제2믹서(125)는 분기된 타측의 수신신호를 제4발진신호와 믹싱하여 베이스밴드 Q신호로 변환한다.The
상기 제2필터(124)와 제3필터(126)는 각각 베이스밴드 I신호와 베이스밴드 Q신호를 필터링하여 믹싱과정에 발생된 잡음 성분을 제거한다.The
상기 복조부(127)는 필터링된 베이스밴드 I신호와 베이스밴드 Q신호를 각각 디지털 I신호와 디지털 Q신호로 복조한다.The
복조된 디지털 I신호와 디지털 Q신호는 제어부(160)로 전달되어 태그신호로 해석된다.The demodulated digital I and digital Q signals are transmitted to the
이하, 도 4를 참조하여 I측정신호 처리부(130)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the I
도 4는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100) 중 I측정신호 처리부(130)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.4 is a block diagram schematically illustrating components of an I
도 4를 참조하면, 상기 I측정신호 처리부(130)는 제1격리기(131), 제3믹서(132), 제4필터(133), 제2증폭기(134), 제2감쇄기(135), 제5필터(136), 제2격리기(137)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 4, the I
상기 제1격리기(isolator)(131)는 상기 제1스위치부(105)로부터 수신신호가 분기되는 경우 반사파 신호가 함께 유입되는 것을 차단하고, 상기 제2격리기(137)는 I측정신호가 제2스위치부(170)로 전달되는 경우 제어부(160)측으로부터 반사파 신호가 전달되는 것을 차단한다.The
상기 제1위상편이기(185)는 제3스위치부(180)로부터 전달된 발진신호의 위상을 변이하여 I신호 상태인 제1발진신호 및 Q신호 상태인 제2발진신호를 생성한다.The
상기 제1위상편이기(185)는 제1발진신호는 제3믹서(132)로 전달하고, 제2발진신호는 Q측정신호 처리부(140)의 제4믹서(142)로 전달한다.The
상기 제3믹서(132)는 제1스위치부(105)를 통하여 전달된 수신신호를 제1발진신호와 믹싱하여 디지털 신호 상태인 I측정신호를 생성한다.The
I측정신호 처리부(130)는 복조부를 구비하지 않으므로, 제1발진신호가 조정됨으로써 직접 복조 방식에 의하여 디지털 신호를 생성할 수 있다.Since the
상기 제4필터(133)는 I측정신호를 필터링하여 믹싱 과정에서 발생된 잡음 성분을 제거한다.The
상기 제2증폭기(134)와 제2감쇄기(135)는 I측정신호를 증폭시키거나 감쇄시킴으로써 측정신호의 수신 감도를 안정정인 상태로 유지하는데, 이때 제어부(160)는 분석정보에 따라 I측정신호의 전력 레벨을 감지하고 수신감도 상태를 파악한다.The
상기 제어부(160)는 제어신호를 전달하여 제2증폭기(134)와 제2감쇄기(135)의 증폭/감쇄 동작을 제어한다.The
상기 제5필터(136)는 I측정신호가 증폭/감쇄되는 과정에서 발생된 잡음성분을 제거하고, 필터링된 I측정신호는 제2격리기(137)를 통하여 제2스위치부(170)로 전달된다.The
이하, 도 5를 참조하여, Q측정신호 처리부(140)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the Q measurement
도 5는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100) 중 Q측정신호 처리부(140)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.5 is a block diagram schematically illustrating components of the Q
도 5를 참조하면, Q측정신호 처리부(140)는 제3격리기(141), 제4믹서(142), 제6필터(143), 제3증폭기(144), 제3감쇄기(145), 제7필터(146), 제4격리기(147)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the Q
상기 제3격리기(141)는 상기 제1스위치부(105)로부터 수신신호가 분기되는 경우 반사파 신호가 함께 유입되는 것을 차단하고, 상기 제4격리기(147)는 Q측정신호가 제2스위치부(170)로 전달되는 경우 제어부(160)측으로부터 반사파 신호가 전달되는 것을 차단한다.The
상기 제4믹서(142)는 제1위상편이기(185)로부터 제2발진신호를 전달받고, 제1스위치부(105)를 통하여 전달된 수신신호를 제2발진신호와 믹싱하여 디지털 신호 상태인 Q측정신호를 생성한다.The
상기 제4믹서(142)는 제3믹서(132)와 마찬가지로 제2발진신호가 조정됨으로써 직접 복조 방식에 의하여 디지털 신호를 생성할 수 있다.Like the
상기 제6필터(143)는 Q측정신호를 필터링하여 믹싱 과정에서 발생된 잡음 성분을 제거한다.The
상기 제3증폭기(144)와 제3감쇄기(145)는 Q측정신호를 증폭시키거나 감쇄시킴으로써 측정신호의 수신 감도를 안정정인 상태로 유지하는데, 이때 제어부(160)는 분석정보에 따라 Q측정신호의 전력 레벨을 감지하고 수신감도 상태를 파악한다.The
상기 제어부(160)는 제어신호를 전달하여 제3증폭기(144)와 제3감쇄기(145)의 증폭/감쇄 동작을 제어한다.The
상기 제7필터(146)는 Q측정신호가 증폭/감쇄되는 과정에서 발생된 잡음성분을 제거하고, 필터링된 Q측정신호는 제4격리기(147)를 통하여 제2스위치부(170)로 전달된다.The
상기 제2스위치부(170)는 I측정신호와 Q측정신호를 선택적으로 제어부(160)로 전달하는데, 분배기, 서큘레이터, 2-경로 다바이더(2-way devider) 회로 등으로 구비될 수 있다.The
상기 제4필터(133)와 제6필터(143)는 900 MHz 대역의 채널 전체를 필터링하는 기능을 수행하므로 대역통과필터로 구비될 수 있고, 상기 제5필터(136)와 제7필터(146)는 측정신호를 채널 별로 정확히 필터링하여야 하므로, 가령 200 KHz의 채널 간격으로 필터링하여야 하므로 크리스털(crystal) 필터로 구비되는 것이 좋다.Since the
이하, 도 6을 참조하여 Tx신호처리부(150)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the
도 6은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100) 중 Tx신호처리부(150)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이다.6 is a block diagram schematically illustrating components of the
도 6을 참조하면, Tx신호처리부(150)는 변조부(151), 제8필터(152), 제9필터(155), 제5믹서(153), 제6믹서(156), 제3위상편이기(154), 신호합성부(157), 제10필터(158), 제4증폭기(159)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 6, the
상기 변조부(151)는 D/A 컨버터, 변조 회로 등을 포함하여 디지털 신호를 베이스밴드신호로 변조한다. 이때 변조 포맷은 ISO 18000-A, ISO 18000-B, EPC(Electronic Product Code) Generation-0, EPC Generation-1, EPC Generation-2 등의 UHF RFID Protocol에 따른 PIE 포맷이 적용될 수 있다.The
이러한 변조 규격을 적용함에 따라 실시예에 의한 RFID 송수신 장치(100)는 DSB-ASK(Double SideBand-Amplitude Shift Keying), SSB-ASK(Single SideBand-Amplitude Shift Keying), PR-ASK(Phase Reversal-Amplitude Shift Keying) 등의 변복조 방식을 모두 이용할 수 있다.As the modulation standard is applied, the
측정신호의 분석결과, 태그 인식 거리와 함께 I측정신호와 Q측정신호의 위상점이 변화되었다고 판단된 경우, 이에 기초하여 I송신신호 및 Q송신신호의 위상을 동기화할 필요가 있으므로, 제어부(160)는 위상조정정보를 생성하여 변조부(151)로 전달한다.If it is determined that the phase point of the I measurement signal and the Q measurement signal has changed along with the tag recognition distance as a result of the analysis of the measurement signal, the
상기 변조부(151)는 상기 위상조정정보에 따라 전압 레벨을 조정하여 송신신호를 변조한다. 따라서, I송신신호와 Q송신신호의 위상은 동기화될 수 있으며, 두 신호 사이의 전압, 이득 수치 역시 한측으로 포화되지 않고 균등하게 처리될 수 있다.The
상기 제8필터(152)와 제9필터(155)는 변조부(151)로부터 전달된 I신호와 Q신호를 각각 채널 대역폭에 따라 필터링하고, 필터링된 I신호와 Q신호는 제5믹서(153)와 제6믹서(156)로 전달된다.The
상기 제3위상편이기(154)는 제3스위치부(180)로부터 전달된 발진신호의 위상을 변이하여 I신호 상태인 제5발진신호 및 Q신호 상태인 제6발진신호를 생성한다.The
상기 제3위상편이기(154)는 제5발진신호를 제5믹서(153)로 전달하고, 제6발진신호를 제6믹서(156)로 전달한다.The
상기 제5믹서(153)는 제5발진신호를 제어부(160)로부터 전달된 I송신신호와 믹싱하여 RF I송신신호로 생성하고, 제6믹서(156)는 제6발진신호를 Q송신신호와 믹싱하여 RF Q송신신호로 생성한다.The
상기 신호합성부(157)는 RF I송신신호와 RF Q송신신호를 단일 RF 송신신호로 합성하고, 제10필터(158)는 합성 과정에서 발생된 잡음성분을 제거한다.The
제10필터(158)에서 필터링된 송신신호는 제4증폭기(159)에서 송신 가능한 전력 레벨로 증폭되고, 송신 안테나(102)를 통하여 태그로 송신된다.The transmission signal filtered by the
이하, 제어부(160)에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the
도 7은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치(100) 중 제어부(160)의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 8은 실시예에 따른 제어부(160)의 제1측정신호를 모니터링한 그래프이며, 도 9는 실시예에 따른 제1측정신호의 변조 상태도를 도시한 그래프이다.FIG. 7 is a block diagram schematically illustrating components of the
또한, 도 10은 실시예에 따른 제어부(160)의 제2측정신호를 모니터링한 그래프이고, 도 11은 실시예에 따른 제2측정신호의 변조 상태도를 도시한 그래프이다.10 is a graph illustrating monitoring of the second measurement signal of the
도 7을 참조하면, 상기 제어부(160)는 채널다중화모듈(161), PLL제어모듈(162), 위상조정모듈(163), 측정신호분석모듈(164), 수신감도조정모듈(165)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 7, the
상기 측정신호분석모듈(164)은 제2스위치부(170)를 통하여 I측정신호 및 Q측정신호가 전달되면 이를 해석하여 분석정보를 생성한다.The measurement
상기 분석정보는 상기 측정신호의 전압 레벨, 전력, 위상, 태그와의 인식거리, 채널 신호 사이의 간섭 여부 등을 포함한다.The analysis information includes a voltage level, a power, a phase, a recognition distance with a tag, and whether or not interference between channel signals of the measurement signal.
상기 측정신호분석모듈(164)은 분석 정보를 생성하기 위하여, 신호 상태에 따른 규격 테이블을 구비하고 있으며, 측정신호를 분석하기 위하여 신호 포맷을 변 환하고 필요한 정보를 추출하기 위하여 필터링 연산을 처리한다.The measurement
도 8에 도시된 것처럼, 제1측정신호를 분석한 결과 Q측정신호(a1)는 복원 가능한 상태이고 I측정신호(b1)는 복원 불가능한 상태로 분석되었다.As shown in FIG. 8, as a result of analyzing the first measurement signal, the Q measurement signal a1 is in a recoverable state and the I measurement signal b1 is analyzed in a state that cannot be restored.
이는 태그와의 인식 거리에 변화가 생김에 따라, 첫째, 수신신호가 안테나에 도달하는 시점에서의 위상점에 변화가 생기고, 둘째 파장에 따른 I신호와 Q신호 사이에 이득의 차이가 있을 경우 증폭 과정에서 채널 사이에 전력 차이가 발생되었기 때문이다.This is because when the recognition distance with the tag changes, first, the phase point at the point of time when the received signal reaches the antenna is changed, and second, when there is a difference in gain between the I and Q signals according to the wavelength, amplification is performed. This is because a power difference is generated between channels in the process.
도 9를 참조하면, x축의 "0"점, y축의 "0"점을 기준축으로 하여 제1사분면, 제2사분면, 제3사분면, 제4사분면에 각각 0°, 270°, 180°, 90°의 위상을 가지는 I측정신호 및 Q측정신호가 표시되어 있다.Referring to FIG. 9, 0 °, 270 °, 180 °, in the first quadrant, the second quadrant, the third quadrant, and the fourth quadrant, respectively, based on the "0" point of the x-axis and the "0" point of the y-axis as reference axes. I measurement signals and Q measurement signals having a phase of 90 ° are shown.
또한, 측정신호는 채널 별로 각기 다른 기호로 표시되어 있는데, 위상과 동기화(timing) 시간에 따라 차이를 가지며 맵핑면 전체에 분산되어 있는 것을 볼 수 있다.In addition, the measurement signal is represented by a different symbol for each channel, it can be seen that the difference depending on the phase and the timing (timing) and is dispersed throughout the mapping surface.
이는 태그 인식 거리의 변화에 따라 위상 차이 및 동기화 시간의 차이가 발생되었음을 의미하며, 이러한 경우 신호 복원률은 현저히 낮아진다.This means that the difference in phase and synchronization time is generated according to the change of the tag recognition distance. In this case, the signal recovery rate is significantly lowered.
이에 따라, 채널다중화모듈(161)은 상기 분석정보에 따라 900MHz 대역의 RFID 채널의 초기 주파수를 변경하여 16개의 채널을 새롭게 코딩한다.Accordingly, the
이때, 초기 주파수는 RFID 주파수 대역 내에서 랜덤하게 변경될 수 있으며, 약 910 MHz 내지 914 MHz 대역 내에서 초기 주파수가 다중화될 수 있다.In this case, the initial frequency may be randomly changed within the RFID frequency band, and the initial frequency may be multiplexed within about 910 MHz to 914 MHz band.
가령, 제1측정신호의 초기 주파수, 즉 제1채널의 시작 주파수가 910.8 MHz 였다면, 채널다중화모듈(161)은 910.9 MHz를 새로운 초기 주파수로 설정하고, 이로부터 200 KHz 대역폭을 가지는 15개 채널을 정의할 수 있다.For example, if the initial frequency of the first measurement signal, that is, the start frequency of the first channel was 910.8 MHz, the
실시예에 의하면, 초기 주파수를 랜덤하게 변경하며 채널을 다중화할 수 있으므로 필요에 따라 수십개 내지 수백개의 상이한 채널 세트를 구성할 수 있다.According to the embodiment, since the initial frequency may be randomly changed and the channels may be multiplexed, tens to hundreds of different channel sets may be configured as necessary.
이와 같이 다중화된 채널은 40 Kbps 내지 640 Kbps의 전송 속도를 가질 수 있으며, 채널 수가 늘어남에 따라 인식률 저하 및 파장에 따른 이득차이를 현저히 감소시킬 수 있다.As such, the multiplexed channel may have a transmission rate of 40 Kbps to 640 Kbps, and as the number of channels increases, the recognition rate may decrease and the gain difference depending on the wavelength may be significantly reduced.
한편, 채널이 다중화됨에 따라 PLL제어모듈(162)은 위상동기회로부(175)로 발진신호 변경을 명령하는 제어신호를 전달하고 위상동기회로부(175)는 새로운 채널에 대응되는 발진신호를 생성한다. 발진신호는 크게 I측정신호 처리부(130) 및 Q측정신호 처리부(140)를 위한 신호와, Tx신호처리부(150) 및 Rx신호처리부(120)를 위한 신호로 구분될 수 있다.Meanwhile, as the channels are multiplexed, the PLL control module 162 transmits a control signal for commanding the oscillation signal change to the phase
이와 같이 초기 주파수(f)를 변경함으로써 태그 인식거리(λ)의 변화에 대응할 수 있으나, 안테나 수신 시의 위상점 변화에는 대응하기 어렵다.By changing the initial frequency f as described above, it is possible to cope with the change in the tag recognition distance [lambda], but it is difficult to cope with the change in the phase point at the time of antenna reception.
따라서, 상기 위상조정모듈(163)은 위상조정정보를 생성하여 변조부(151)로 전달하고, 변조부(151)는 전술한 대로 신호의 전압 레벨을 조정하여 신호의 위상을 조정한다. 위상이 조정됨에 따라 I신호와 Q신호 사이의 위상은 동기화되고 해석가능한 상태가 될 수 있다.Accordingly, the
새롭게 코딩되고 위상 동기화된 채널을 이용하여 리더 신호가 송신되고, 태그로부터 신호가 수신되면 전술한 과정을 통하여 새로운 측정신호가 생성된다.The reader signal is transmitted using the newly coded and phase-synchronized channel, and when a signal is received from the tag, a new measurement signal is generated through the above-described process.
상기 제어부(160)는 새로운 측정신호를 해석하여 분석정보를 생성한다.The
도 10을 참조하면, 도 8의 경우와는 달리, I측정신호(b2)가 Q측정신호(a2)와 정확히 90도의 위상 차이를 가지도록 동기화되었으며, 그 전압 레벨이 균형을 이루도록 조정된 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 10, unlike the case of FIG. 8, it is shown that the I measurement signal b2 is synchronized to have a phase difference of exactly 90 degrees with the Q measurement signal a2, and the voltage levels are adjusted to be balanced. Can be.
따라서, Q측정신호(a2)와 I측정신호(b2) 모두 복원가능한 상태이다.Therefore, both the Q measurement signal a2 and the I measurement signal b2 are recoverable.
또한, 도 11을 참조하면, 채널 별로 각기 다른 기호로 표시된 측정신호가 서로 동일한 간격이 이루어 맵핑면의 네 영역에 집중되어 있음을 확인할 수 있다.In addition, referring to FIG. 11, it can be seen that the measurement signals represented by different symbols for each channel are concentrated at four regions of the mapping surface with equal intervals.
이는 채널별 신호가 동일한 인식 거리, 동기화된 위상 및 시간 규격을 충족시킴을 의미한다.This means that the channel-specific signals meet the same recognition distance, synchronized phase and time specifications.
한편, 상기 수신감도 조정모듈(165)은 상기 분석정보에 따라 측정신호의 전력을 기준수치와 비교하고, 측정신호의 증폭/감쇄 여부를 판단한다.Meanwhile, the reception sensitivity adjustment module 165 compares the power of the measurement signal with a reference value according to the analysis information, and determines whether the measurement signal is amplified or attenuated.
측정신호의 증폭/감쇄 여부가 판단되면 상기 수신감도 조정모듈(165)은 제어신호를 생성하고, 상기 I측정신호 처리부(130) 및 Q측정신호 처리부(140)로 제어신호를 전달하여 I측정신호 및 Q측정신호의 전력을 조정하도록 한다.When it is determined whether the amplification / attenuation of the measurement signal is determined, the reception sensitivity adjustment module 165 generates a control signal and transmits a control signal to the I
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 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 범위에 서 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 other than those described above are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments of the present invention can be modified and implemented. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
도 1은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.1 is a block diagram schematically showing the components of an RFID transceiver according to an embodiment.
도 2는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치 중 수신신호 전력조정부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.2 is a block diagram schematically illustrating the components of a received signal power adjusting unit of an RFID transceiver device according to an embodiment;
도 3은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치 중 Rx신호처리부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.3 is a block diagram schematically illustrating components of an Rx signal processor of an RFID transceiver device according to an embodiment;
도 4는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치 중 I측정신호처리부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.Figure 4 is a block diagram schematically showing the components of the I measurement signal processing unit of the RFID transceiver device according to the embodiment.
도 5는 실시예에 따른 RFID 송수신 장치 중 Q측정신호처리부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.5 is a block diagram schematically illustrating components of a Q measurement signal processing unit of an RFID transceiver device according to an embodiment;
도 6은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치 중 Tx신호처리부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.6 is a block diagram schematically illustrating components of a Tx signal processor of an RFID transceiver device according to an embodiment;
도 7은 실시예에 따른 RFID 송수신 장치 중 제어부의 구성 요소를 개략적으로 도시한 블록도.7 is a block diagram schematically illustrating components of a control unit of an RFID transceiver device according to an embodiment.
도 8은 실시예에 따른 제어부의 제1측정신호를 모니터링한 그래프.8 is a graph monitoring a first measurement signal of a controller according to an embodiment.
도 9는 실시예에 따른 제1측정신호의 변조 상태도를 도시한 그래프.9 is a graph showing a modulation state diagram of a first measurement signal according to an embodiment.
도 10은 실시예에 따른 제어부의 제2측정신호를 모니터링한 그래프.10 is a graph monitoring a second measurement signal of a controller according to an embodiment.
도 11은 실시예에 따른 제2측정신호의 변조 상태도를 도시한 그래프.11 is a graph illustrating a modulation state diagram of a second measurement signal according to an embodiment.
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