KR101543016B1

KR101543016B1 - 송수신 장치

Info

Publication number: KR101543016B1
Application number: KR1020080085750A
Authority: KR
Inventors: 김남윤
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2008-09-01
Filing date: 2008-09-01
Publication date: 2015-08-07
Also published as: KR20100026663A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치는, 복수개의 안테나 포트들을 포함하고, 상기 안테나 포트에 안테나 설치 여부를 감지하는 안테나상태 감지부; 상기 안테나 포트들 중 적어도 일부에 각각 설치되는 복수개의 안테나들; 상기 복수개의 안테나들로부터 송신신호의 위상정보와 간섭신호의 위상정보를 기초하여 상기 복수개의 안테나들 각각에 대한 간섭정도를 확인할 수 있는 데이터를 수집하는 간섭감지부; 상기 간섭감지부에서 출력되는 송신신호의 위상데이터와 간섭신호의 위상데이터를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 각 안테나의 간섭 정도를 파악하는 제어부; 상기 제어부로부터 확인되는 안테나의 상태에 따라 송수신 경로가 설정되도록 하는 경로 선택부;를 포함한다.본 발명의 실시예에 의하면 안테나의 상태 및 사용환경에 따라 송수신 동작을 최적화하고 송수신 성능을 향상시킬 수 있다.

송수신 장치, 안테나, 경로제어

Description

송수신 장치{Receiver/transceiver device}

본 발명의 실시예는 송수신 장치에 관한 것이다.

유비쿼터스(ubiquitous) 네트워크 기술은 시간과 장소에 구애됨이 없이 다양한 네트워크에 자연스럽게 접속할 수 있도록 하는 기술을 의미한다. 이러한 유비쿼터스 네트워크는 근거리 무선통신 시스템, 가령 RFID(Radio Frequency Identification) 시스템으로 구현할 수 있다.

RFID 시스템은 물품에 부착되어 세부정보를 송신하는 전자태그와 전자태그의 정보를 RF통신을 이용하여 읽는 송수신 장치로 구성된다. 전자태그는 송수신 장치가 위치되는 지역을 통과하며 RF통신을 이용하여 정보를 전달하게 되므로 상품의 유통, 조립, 가격 변동, 판매 등의 물류/유통 관리가 효율적으로 처리될 수 있는 기반을 제공한다.

송수신 장치는 복수개의 안테나를 구비하고, 각 안테나를 고속으로 스위칭 제어하여 어느 하나의 안테나를 통해 전자태그와 무선 통신을 수행한다.

그런데, 종래의 송수신 장치는 각 안테나의 상태를 확인할 수 없어, 설치된 안테나에 이상이 발생한 경우에도 이에 대한 대책을 수립할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 송수신 장치는 실제로 설치된 안테나의 개수에 관계없이 미리 설정된 알고리즘에 따라 안테나 동작을 제어함으로, 실제 설치된 안테나의 개수가 알고리즘 상에 설정된 개수보다 더 적을 경우 설치되어 있지도 않은 안테나를 제어하는 프로세서가 진행됨으로 시스템 자원을 낭비하게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 안테나의 상태 및 사용환경에 따라 송수신 동작을 최적화하고 송수신 성능을 향상시킬 수 있는 송수신 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치는, 복수개의 안테나 포트들을 포함하고, 상기 안테나 포트에 안테나 설치 여부를 감지하는 안테나상태 감지부; 상기 안테나 포트들 중 적어도 일부에 각각 설치되는 복수개의 안테나들; 상기 복수개의 안테나들로부터 송신신호의 위상정보와 간섭신호의 위상정보를 기초하여 상기 복수개의 안테나들 각각에 대한 간섭정도를 확인할 수 있는 데이터를 수집하는 간섭감지부; 상기 간섭감지부에서 출력되는 송신신호의 위상데이터와 간섭신호의 위상데이터를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 각 안테나의 간섭 정도를 파악하는 제어부; 상기 제어부로부터 확인되는 안테나의 상태에 따라 송수신 경로가 설정되도록 하는 경로 선택부;를 포함한다.

삭제

본 발명의 실시예 따른 송수신 장치는, 안테나의 상태 및 사용환경에 따라 송수신 동작을 최적화하고 송수신 성능을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치에 대해서 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 구성도로서, RFID 송수신장치에 본 발명을 적용한 경우를 예시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 송수신 장치(100)는 복수개의 안테나(1,2,3,...N)를 통해 전자태그(Tag or transponder or label)(10)로부터 정보를 읽어 들인다.

전자태그(10)는 각 물건에 대한 고유정보를 저장하고 그 물건에 인쇄되거나 부착된다. 예컨대, 스티커 형태로 제작되어 물류 검사 지역을 통과하는 물품에 부착될 수 있다.

송수신 장치(100)는 하나 이상의 전자태그(10)와 무선 통신을 수행하며, 전자태그(10)의 고유 정보를 판독 및 해독하는 기능을 수행한다. 이러한, 송수신 장치(100)는 복수개의 송/수신 공용 안테나(1,2,3,...N)를 구비하고 각 안테나(1,2,3,...N)를 이용하여 정보요청신호를 순차적으로 송신한다. 이에, 전자태그(10)는 정보요청신호를 수신한 후 태그식별정보를 생성하여 송수신 장치(100)에 전송해 줌으로써, 송수신 장치(100)는 태그식별정보를 수신하여 인식할 수 있다.

이러한 송수신 장치(100)는 복수개의 안테나(1,2,3,...N)를 고속으로 스위칭 제어하여 어느 하나의 안테나(1,2,3,...N)를 통해 전자태그(10)와 무선 통신을 수행한다. 본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치(100)는 각 안테나(1,2,3,...N)의 상태와 동작 환경 등, 신호 송수신에 영향을 주는 조건들을 고려하여 각 안테나(1,2,3,...N)의 송수신 경로를 제어함으로써, 송수신 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치(100)의 제어블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 송수신 장치(100)는 복수개의 안테나(1,2,3,...N)와, 각 안테나(1,2,3,...N)의 상태를 감지하는 안테나상태 감지부(200)와, 각 안테나(1,2,3,...N)의 간섭 감지를 위한 간섭 감지부(400)와, 송수신 경로 선택을 위한 경로 선택부(300)와, 송수신 데이터의 처리를 위한 RF수신부(118) 및 RF송신부(120), 베이스밴드 처리부(116), Q-LFSD(Low Frequency signal detector)부(112) 및 I-LFSD(Low Frequency signal detector)부(114)와, 이들 각 구성요소를 제어하는 제어부(110)를 포함한다.

안테나상태 감지부(200)는 각 안테나(1,2,3,...N) 단을 확인하여 각 안테나의 동작 상태를 감지하여 감지 결과를 제어부(110)에 전달한다. 안테나상태 감지부(200)는 안테나 포트(미도시)에 실제로 안테나가 설치되어 있는지 여부를 감지할 수 있으며, 설치되어 있는 안테나가 정상적으로 동작하고 있는지를 감지하는 것도 가능하다.

간섭 감지부(400)는 각 안테나(1,2,3,...N)의 입출력 신호에 기초하여, 각 안테나(1,2,3,...N)의 간섭 정도를 확인할 수 있는 데이터를 수집한다. 여기서, 간 섭 정도를 확인할 수 있는 데이터로는 수신신호와 간섭신호의 위상(phase) 데이터를 사용할 수 있다. 간섭 감지부(400)는 간섭 정도를 확인할 수 있는 데이터를 제어부(110)에 전달한다.

경로 선택부(300)는 제어부(110)의 제어에 따라 RF수신부(118) 및 RF송신부(120)와 복수개의 안테나(1,2,3,...N) 중 어느 하나를 선택적으로 연결하여 송신경로 및 수신경로가 설정되도록 한다.

RF수신부(118) 및 RF송신부(120)는 RF 신호의 변, 복조 기능을 수행한다. RF수신부(118)는 수신된 신호에 포함된 잡음 성분은 제거하고 필요한 대역의 신호만을 증폭한 후, 원래의 데이터로 복조하여 베이스밴드 처리부(116)로 출력한다. RF송신부(120)는 베이스밴드 처리부(116)로부터 입력되는 데이터를 RF 신호로 변조하고, 변조된 RF 신호를 송신 전력으로 증폭하여 출력한다.

베이스밴드 처리부(116)는 RF수신부(118)에서 복조 된 데이터를 디지털 신호로 변환하거나, 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 RF송신부(120)로 전달한다.

Q-LFSD(Low Frequency signal detector)부(112) 및 I-LFSD(Low Frequency signal detector)(114)는 외부 반사파 및 굴절에 따라 변화된 Q(Quadrature-phase) 및 I(In-phase)신호의 수신 강도를 위상보상 기술을 이용하여 동시에 측정하여 제어부(110)로 전달한다. 이에, 제어부(110)는 두 포트 사이의 신호강도를 이용하여, 신호 세기가 불규칙해 지는 것을 감지하고 이를 바로잡을 수 있다.

제어부(110)는 통신프로토콜을 구비하여 전자태그(10)와 무선 통신을 제어한 다. 제어부(110)는 전자태그(10)에 주기적으로 정보 요청 신호를 송신하는 한편, 베이스밴드 처리부(116)로부터 입력되는 디지털 데이터를 통해 태그식별정보를 분석 및 추출할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 안테나상태 감지부(200)와, 간섭 감지부(400)와, Q-LFSD(112) 및 I-LFSD부(114)를 통해 감지된 안테나 유무, 안테나 성능, 간섭, 송신(Tx) 출력 등의 정보에 기초하여, 경로 선택부(300)를 제어함으로써 송수신 경로를 최적화할 수 있다.

도 3은 실시예에 따른 안테나상태 감지부(200) 및 경로 선택부(300)의 제어블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 안테나상태 감지부(200)는 각 안테나(1,2,3,...N)의 입/출력 신호를 분리하는 신호분리부(220)와, 안테나(1,2,3,...N)의 동작 상태를 감지하기 위한 임피던스정합 감지부(230)와, 안테나선택 스위치부(210)를 포함한다.

신호분리부(220)는 안테나를 통해 입력되는 입력신호(S1)와, 안테나(1,2,3,...N) 측으로 출력되는 출력신호(S2)를 분리하여 임피던스정합 감지부(230) 측으로 전달한다. 입력신호(S1)로는 간섭신호, 임피던스신호 등이 존재할 수 있다. 간섭신호는 안테나(1,2,3,...N)의 송신신호(Tx)의 영향으로 생성될 수 있으며, 송수신 장치(100)가 주파수 호핑(Hopping) 방식으로 동작하는 경우 간섭신호는 더욱 강해질 수 있다. 임피던스신호는 안테나의 임피던스 정합 감지 시 입력되는 반사신호이다. 출력신호(S2)로는 송수신 장치(100)의 RF송신신호(Tx), 기준 임 피던스 신호(Reference Frequency) 등이 존재할 수 있다.

임피던스정합 감지부(230)는 입력신호(S1)인 임피던스신호와 출력신호(S2)인 기준 임피던스 신호를 비교하여 50Ω 정합 여부를 확인함으로써, 안테나가 실제 설치되어 있는지 여부를 판단한다. 즉, 안테나 설치를 위한 안테나 포트는 마련되어 있으나 안테나가 설치되어 있지 아니하거나, 혹은, 설치된 안테나에 이상이 생겨 정상적으로 동작하지 아니하는 상태를 감지할 수 있다. 안테나가 설치되어 있는 경우(1, 3)에는 50Ω 정합이 확인될 것이고, 설치되어 있지 아니한 경우(2, N)에는 정합되지 않을 것이다. 이에, 임피던스정합 감지부(230)는 50Ω 정합이 확인된 안테나 포트에 한해 안테나가 설치된 것으로 판단하여, 그 결과를 제어부(110)로 제공한다.

제어부(110)는 임피던스정합 감지부(230)를 통해 감지된 감지결과에 따라, 실제 설치되어 있는 안테나에 한해서 송수신 동작이 수행되도록 한다.

안테나선택 스위치부(210)는 복수개의 안테나(1,2,3,...N)가 간섭 감지부(400)와 선택적으로 연결되도록 한다. 이에, 간섭 감지부(400)는 각각의 안테나(1,2,3,...N)로부터 간섭 정도를 확인할 수 있는 데이터를 수집할 수 있다. 이러한, 안테나선택 스위치부(210)로는 동작 속도가 빠른 디지털 스위치, RF 스위치 등을 사용할 수 있다.

경로 선택부(300)는 수신경로 선택을 위한 Rx경로 스위치부(310)와, 송신경로 선택을 위한 Tx경로 스위치부(320)를 포함한다. Rx경로 스위치부(310)는 복수개의 안테나(1,2,3,...N) 중 어느 하나가 RF수신부(118)로 연결되도록 하여, 해당 안 테나(1,2,3,...N)에서 수신된 신호가 RF수신부(118)로 전달되도록 한다. Tx경로 스위치부(320) 또한, 복수개의 안테나(1,2,3,...N) 중 어느 하나가 RF송신부(120)로 연결되도록 하여, 해당 안테나를 통해 RF신호가 송신되도록 한다.

여기서, 제어부(110)는 송수신 장치(100)의 동작 환경에 따라 송수신 효율을 보장할 수 있는 안테나가 RF수신부(118) 혹은 RF송신부(120)와 연결되도록 경로 선택부(300)의 각 스위치부(310, 320)를 제어할 수 있다.

한편, 간섭 감지부(400)는 각각의 안테나(1,2,3,...N)로부터 간섭 정도를 확인할 수 있는 데이터를 수집하고, 그 결과를 제어부(110)로 제공한다. 이에, 간섭 감지부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 간섭 감지부(400)는, 송신신호(Tx)의 위상정보 추출을 위한 처리단과, 간섭신호의 위상정보 추출을 위한 처리단으로 구성될 수 있다. 이에, 간섭 감지부(400)는 소정 임피던스 구간 내에서의 송신신호(Tx)의 위상정보와 간섭신호의 위상정보를 제어부(110)로 제공하며, 제어부(110)는 송신신호(Tx)와 간섭신호의 위상을 상호 비교하여 각 안테나(1,2,3,...N)의 간섭 정도를 판단할 수 있다.

간섭 감지부(400)로 입력된 송신신호(Tx)는 증폭기(AMP)(410)를 통해 증폭된 후, 합성기(412)에서 레퍼런스 신호와 합성된다. 여기서, 레퍼런스 신호는 50Ω 정합에 따른 임피던스 신호인 것이 가능하다. 합성된 신호는 송신신호 위상추출부(Tx Phase)(414)를 통해 위상 정보들로 추출되고, 이는 샘플링 블록(Sampling)(416)에서 소정 샘플링 레이트(△φ=2)로 샘플링된다. 멀티플렉서(MUX)(418)는 샘플링된 신호 중 최대값을 선택하여 출력함으로써, 송신신호(Tx)의 위상 데이터가 추출된다.

간섭 감지부(400)로 입력된 간섭신호는 증폭기(AMP)(420)를 통해 증폭된 후, 합성기(412)에서 Rx 캐리어 신호와 합성된다. 여기서, Rx 캐리어 신호는 전자태그(10)의 캐리어 신호인 것이 가능하다. 합성된 신호는 채널필터(424)를 통과하여 사용중인 채널에 해당되는 신호만 추출되고, 이는 샘플링 블록(Sampling)(426)에서 소정 샘플링 레이트(△φ=2)로 샘플링된다. 멀티플렉서(MUX)(428)는 샘플링된 신호 중 최대값을 선택하여 출력함으로써, 간섭신호의 위상 데이터가 추출된다.

이러한 구성에 의해 수집된 송신신호(Tx)의 위상 데이터 및 간섭신호의 위상 데이터는 제어부(110)로 제공되며, 제어부(110)는 수집된 위상 데이터를 상호 비교하여 각 안테나(1,2,3,...N)의 간섭 정도를 판단한다.

제어부(110)는 각 안테나(1,2,3,...N)의 간섭 정도에 따라 경로 선택부(300)를 제어하여 송수신 경로를 설정함으로써 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 상대적으로 간섭이 심한 것으로 판단된 안테나의 경우 주로 송신용 안테나로 할당하고, 상대적으로 간섭이 적은 안테나를 수신용 안테나로 할당함으로써 송수신 품질을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 송수신 장치는, 제어부(110)가 안테나상태 감지부(200)를 통해 정상적으로 장착되어 동작하는 안테나를 확인하고, 간섭 감지부(400)를 통해 감지된 각 안테나(1,2,3,...N)의 간섭상태와, Q-LFSD부(112) 및 I-LFSD부(114)를 통해 감지된 신호 세기의 불규칙한 정도 등의 정보를 입력받는 다. 제어부(110)는 입력된 정보들에 기초하여 각 안테나(1,2,3,...N)의 상태에 따라 송수신 경로가 설정되도록 경로 선택부(300)를 제어함으로써, 송수신 장치(100)의 송수신 환경을 최적화할 수 있다.

한편, 상술한 설명에서는 본 발명을 RFID 송수신 장치에 적용한 경우를 예시하고 있지만, 무선 시스템에나, 기지국 장비, 산업용 무선장치 등, 무선신호의 송수신을 다양한 송수신 장치에 본 발명의 기술 적용이 가능하다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송수신 장치의 제어블록도.

도 3은 실시예에 따른 안테나상태 감지부 및 경로 선택부의 제어블록도.

도 4는 실시예에 따른 간섭 감지부의 제어블록도.

Claims

복수개의 안테나 포트들을 포함하고, 상기 안테나 포트에 안테나 설치 여부를 감지하는 안테나상태 감지부;

상기 안테나 포트들 중 적어도 일부에 각각 설치되는 복수개의 안테나들;

상기 복수개의 안테나들로부터 송신신호의 위상정보와 간섭신호의 위상정보를 기초하여 상기 복수개의 안테나들 각각에 대한 간섭정도를 확인할 수 있는 데이터를 수집하는 간섭감지부;

상기 간섭감지부에서 출력되는 송신신호의 위상데이터와 간섭신호의 위상데이터를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 각 안테나의 간섭 정도를 파악하는 제어부;

상기 제어부로부터 확인되는 안테나의 상태에 따라 송수신 경로가 설정되도록 하는 경로 선택부;를 포함하는 송수신 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 안테나상태 감지부는,

임피던스정합 감지부를 포함하고,

상기 임피던스정합 감지부는 상기 안테나 포트에 각각 연결된 안테나들로부터 입력되는 임피던스신호와 출력되는 기준 임피던스 신소를 비교하여 50Ω 정합여부를 확인하여 상기 설치된 안테나들 각각의 정상적인 동작 여부를 감지하고, 그 결과를 상기 제어부로 제공하는 송수신 장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 안테나들 중 상대적으로 간섭이 심한 어느 하나는 송신기능을 수행하고, 상기 안테나들 중 상대적으로 간섭이 적은 다른 하나는 수신기능을 수행하도록 상기 경로 선택부를 제어하는 송수신 장치.
제 1항에 있어서, 상기 간섭 감지부는,

상기 안테나들 각각에 대응하여, 상기 간섭 감지부로 입력된 송신신호(Tx) 를증폭하는 증폭기, 상기 증폭기로부터 출력된 증폭신호와 레퍼런스 신호를 합성하기 위한 합성기, 상기 합성기로부터 출력되는 합성신호의 위상을 추출하기 위한 위상추출부, 상기 추출된 위상정보를 샘플링하는 샘플링블록, 상기 샘플링된 신호 중 최대값을 선택하여 출력하는 멀티플렉서를 포함하는 송신신호 처리단과;

상기 안테나들 각각에 대응하여, 상기 간섭 감지부로 입력된 간섭신호의 위상정보를 증폭하는 증폭기. 상기 증폭기로부터 출력된 증폭신호와 수신 캐리어신호를 합성하기 위한 합성기, 상기 합성기로부터 출력된 합성신호 중 사용중인 채널에 해당하는 신호만을 추출하는 채널필터, 상기 채널필터에서 추출된 신호를 샘플링하는 샘플링블록 및 상기 샘플링된 신호 중 최대값을 선택하여 추력하는 멀티플렉서를 포함하는 간섭신호 처리단을 포함하는 송수신 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 간섭 감지부는,

상기 안테나들 중 어느 하나를, 상기 송신신호 처리단 및 간섭신호 처리단과 연결하는 안테나선택 스위치부를 더 포함하는 송수신 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 안테나들 각각에 대응하여, Q(Quadrature-phase)신호의 수신 강도를 측정하여 상기 제어부로 전달하는 Q-LFSD(Low Frequency signal detector)부,

상기 안테나들 각각에 대응하여, I(In-phase)신호의 수신 강도를 측정하여 상기 제어부로 전달하는 I-LFSD(Low Frequency signal detector)부를 더 포함하는 송수신 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 Q-LFSD부 및 I-LFSD부를 통해 측정된 수신 강도에 따라, 상기 송신 또는 수신 경로가 설정되도록 상기 경로 선택부를 제어하는 송수신 장치.