KR101730207B1

KR101730207B1 - 무선 주파수 식별 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101730207B1
Application number: KR1020127020068A
Authority: KR
Inventors: 마크 랍티스; 그라함 로스
Original assignee: 케어퓨전 303, 인크.
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2017-04-25
Also published as: US20180300512A1; JP5799029B2; US20160239693A1; US9342716B2; US20110187509A1; US11188724B2; BR112012018593B1; CN106934316B; JP2013519160A; CN102741863B; EP2531958B1; CA2787392C; US9996714B2; AU2011213143B2; US20200410175A1; CA3062872A1; US10354103B2; CA3062872C; CN106934316A; CA2787392A1

Abstract

서로 다른 주파수 및/또는 인코딩 구조를 가진 다수의 유형의 RFID 태그들을 판독하는 장치 및 방법이 개시된다. 복수의 RFID 대역들을 포함한 하나 이상의 검색 신호가 전송된다. 상기 복수의 RFID 대역들 중 하나에서 RFID 태그의 존재 표시가 검출된다. 존재 표시를 검출하는 주파수로 조정된 반송파 주파수를 가진 질의 신호는 전송된다. RFID 태그와 관련된 태그 정보를 포함한 태그 응답 신호가 수신된다. 태그 응답 신호에 기반한 디지털 응답 신호는 태그 정보를 얻기 위해 디지털 신호로 처리된다.

Description

무선 주파수 식별 장치 및 방법{RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION DEVICE AND METHOD}

본 발명은 무선 주파수 식별(RFID) 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 소프트웨어로 정의된 멀티-모드 RFID 데드 장치(software-defined multi-mode RFID dead devices)를 논의하고 기술한다.

종래의 RFID 장치들은 가능한 다수의 주파수들 중 하나의 주파수 상에서 동작하고, 서로 다른 다수의 인코딩 구조들(encoding schemes) 중 하나를 사용한다. 예를 들면, 현재 125 kHz, 13.56 MHz, 915 MHz, 및 2.4 GHz에서 동작하는 시스템은 이용 가능하다. 단일 주파수에서만 동작하고 추적되는 물품들에 부착된 RFID 태그들은 그 주파수에서 데이터를 전송하기 위해 고유하고 호환성이 없는 인코딩 구조를 사용할 수도 있다.

현재 RFID 시스템들은, 추적되는 물품들에 부착된 하나 이상의 "태그들"의 안테나와 송수신기들 또는 RFID 판독기들의 안테나를 연결시킴으로써 동작한다. 종래의 RFID 판독기들은 특정 공급부에 의해 공급된 태그들과 단지 작동하도록 설계되었다. 판독기들은 다수의 유형을 가진 RFID 태그들을 일반적으로 판독하도록 설계되지는 않는다. 현재 판독기들의 제한은 응답 신호의 하드웨어 베이스 프로세싱 및 태그 정보의 디코딩이 원인이 될 수 있다. 특정 무선 회로는 RFID 태그로부터의 반사된 정보를 감지하고 상기 정보를 필터링하고, 그리고 프로세서에 그 정보가 공급되기 전에 형상을 갖추도록 사용된다. 이러한 기법은 다소 복잡하지는 않지만, 서로 다른 유형의 태그들, 예를 들면, 서로 다른 주파수 및/또는 인코딩 구조에 기반한 태그들을 처리하기 위한 유연성이 부족하다.

본원에서 기술된 실시예들은, 서로 다른 목표 주파수 및/또는 인코딩 구조를 가진 서로 다른 유형의 RFID 태그들을 처리할 수 있는 멀티-모드 RFID 판독 장치를 제공함으로써 상기의 문제점을 해결한다.

특정 실시예들은 RFID 태그들을 판독하는 방법을 제공한다. 방법은 복수의 RFID 대역들을 포함한 하나 이상의 검색 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 복수의 RFID 대역들 중 하나에서 RFID 태그의 존재 표시(presence indication)를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 RFID 태그를 판독하는 단계를 더 포함할 수 있다.

특정 실시예들은 RFID 태그들을 판독하는 방법을 제공한다. 방법은 복수의 RFID 대역들을 포함하는 하나 이상의 검색 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 복수의 RFID 대역들 중 하나에서 RFID 태그의 존재 표시를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 존재 표시를 검출하는 주파수로 조정된 반송파 주파수를 가진 질의 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 RFID 태그로부터 태그 응답 신호를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 태그 응답 신호는 RFID 태그와 관련된 태그 정보를 포함할 수 있다. 방법은 태그 정보를 얻기 위해 태그 응답 신호에 기반하여 디지털 응답 신호를 디지털 신호로 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

특정 실시예들은 RFID 판독 장치를 제공한다. 상기 장치는 안테나를 포함할 수 있다. 장치는 안테나를 통하여 복수의 RFID 대역들을 포함하는 하나 이상의 검색 신호를 전송하도록 구성된 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 복수의 RFID 대역들 중 하나에서 RFID 태그의 존재 표시를 검출하도록 더 구성될 수 있다. 프로세서는 태그로부터 수신된 태그 응답 신호에 기반하여 RFID 태그를 판독하도록 더 구성될 수 있다. 태그 응답 신호는 RFID 태그와 관련된 태그 정보를 포함할 수 있다. 장치는 태그 응답 신호에 기반하여 디지털 응답 신호를 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 컨버터(analog-to-digital convert)를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 태그 정보를 얻기 위해 디지털 응답 신호를 디지털 신호로 처리하도록 더 구성될 수 있다.

상기의 과제의 해결 수단 및 다음의 상세한 설명 두 기재는 예시적으로 설명을 위한 것이고 실시예들의 설명을 청구항으로 더 설명하려는 것을 이해하여야 한다.

개념

본원은 다음의 개념을 적어도 개시한다.

개념 1. 무선 주파수 식별(RFID) 태그를 판독하는 방법은:

복수의 RFID 대역들을 포함한 검색 신호를 전송하는 단계;

상기 복수의 RFID 대역들 중 하나에서 RFID 태그의 존재 표시를 검출하는 단계; 및

상기 RFID 태그를 판독하는 단계를 포함한다.

개념 2. 개념 1에 있어서, 상기 검색 신호는 상기 복수의 RFID 대역들용 검색 신호의 집합체를 포함한다.

개념 3. 개념 2에 있어서, 특정 RFID 대역용 검색 신호를 전송하는 단계는 RFID 대역의 전체 대역폭 상에서 주파수를 실질적으로 훑는 단계를 포함한다.

개념 4. 개념 2에 있어서, 특정 RFID 대역용 검색 신호를 전송하는 단계는 스펙트럼을 가진 단일 검색 신호를 전송하는 단계를 포함하고, 이때 상기 스펙트럼은 특정 RFID 대역의 전체 대역폭을 실질적으로 포함한다.

개념 5. 개념 1에 있어서, 상기 존재 표시는 반사된 신호의 강도의 강하를 포함한다.

개념 6. 개념 1에 있어서, 상기 RFID 태그를 판독하는 단계는:

태그 존재 표시를 검출하는 목표 주파수로 설정된 반송파 주파수를 가진 변조 질의 신호(modulated interrogating signal)를 발생시키는 단계;

RFID 태그와 관련된 태그 정보를 포함한 태그 응답 신호를 상기 RFID 태그로부터 수신하는 단계;

상기 태그 응답 신호에 기반한 디지털 응답 신호를 생성하는 단계; 및

상기 태그 정보를 얻기 위해 상기 디지털 응답 신호를 디지털 신호로 처리하는 단계를 포함하며, 상기 디지털 신호로 처리하는 단계는 디지털 변조, 디지털 필터링, 및 디지털 디코딩 중 적어도 하나를 포함한다.

개념 7. 개념 6에 있어서, 상기 변조 질의 신호를 발생시키는 단계는, 상기 목표 주파수보다 낮은 주파수에서 변화하는 변조 신호로 상기 목표 주파수에서 발진하는 반송파 신호를 변조하는 단계를 포함한다.

개념 8. 개념 7에 있어서, 상기 반송파 신호를 변조하는 단계는 디지털 영역에서 실행된다.

개념 9. 개념 7에 있어서, 상기 반송파 신호를 변조하는 단계는 아날로그 영역에서 실행된다.

개념 10. 개념 6에 있어서, 상기 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법은, 상기 목표 주파수에서 발진하는 반송파 신호로 태그 또는 디지털 응답 신호를 복조하는 단계를 더 포함한다.

개념 11. 개념 10에 있어서, 상기 복조하는 단계는 디지털 영역에서 실행된다.

개념 12. 개념 10에 있어서, 상기 복조하는 단계는 아날로그 영역에서 실행된다.

개념 13. 다수의 유형의 RFID 태그들을 판독하는 방법은:

복수의 RFID 대역들을 포함한 하나 이상의 검색 신호를 전송하는 단계;

상기 복수의 RFID 대역들 중 하나에서 RFID 태그의 존재 표시를 검출하는 단계;

상기 존재 표시를 검출하는 주파수로 조정된 반송파 주파수를 가진 질의 신호를 전송하는 단계;

상기 RFID 태그와 관련된 태그 정보를 포함한 태그 응답 신호를 상기 RFID 태그로부터 수신하는 단계; 및

상기 태그 정보를 얻기 위해 상기 태그 응답 신호에 기반한 디지털 응답 신호를 디지털 신호로 처리하는 단계를 포함한다.

개념 14. 무선 주파수 식별(RFID) 장치는:

안테나; 및

프로세서를 포함하며,

상기 프로세서는:

상기 안테나가 복수의 RFID 대역들을 포함하는 검색 신호를 전송하도록 하고,

상기 복수의 RFID 대역들 중 하나에서 RFID 태그의 존재 표시를 검출하며,

상기 RFID 태그와 관련된 태그 정보를 포함한 태그 응답 신호에 기반하여 상기 RFID 태그를 판독하도록 구성된다.

개념 15. 개념 14에 있어서, 상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는, 상기 태그 응답 신호에 기반하여 디지털 응답 신호를 생성하도록 구성된 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함하고,

상기 프로세서는 상기 태그 정보를 얻기 위해 상기 디지털 응답 신호를 디지털 신호로 처리하도록 더 구성되며,

상기 디지털 신호로 처리하는 것은 디지털 변조, 디지털 필터링 및 디지털 디코딩 중 적어도 하나를 포함한다.

개념 16. 개념 15에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 존재 표시를 검출하는 목표 주파수와 관련된 목표 주파수를 나타내는 신호, 및 디지털 변조 신호를 출력하도록 더 구성되며, 상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는:

상기 목표 주파수를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 목표 주파수에서 발진하는 반송파 신호를 발생시키도록 구성된 국부 발진기;

상기 디지털 변조 신호를 수신하고, 상기 목표 주파수보다 낮은 주파수에서 변화하는 아날로그 변조 신호를 발생시키도록 구성된 디지털-아날로그 컨버터; 및

상기 반송파 신호 및 상기 아날로그 변조 신호를 수신하고, 상기 반송파 신호를 상기 아날로그 변조 신호와 믹서시킴으로써 변조 질의 신호를 발생시키도록 구성된 아날로그 변조기를 더 포함한다.

개념 17. 개념 16에 있어서, 상기 국부 발진기는 위상 동기 루프(PLL) 신시사이저를 포함한다.

개념 18. 개념 16에 있어서, 상기 아날로그 변조 신호는 직교 인코딩된 신호이다.

개념 19. 개념 16에 있어서, 상기 아날로그 변조 신호는 상기 반송파 신호의 주파수 변조를 제공한다.

개념 20. 개념 16에 있어서, 상기 아날로그 변조 신호는 상기 반송파 신호의 진폭 변조를 제공한다.

개념 21. 개념 16에 있어서, 상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는 아날로그 복조기를 더 포함하고, 상기 아날로그 복조기는, 응답 신호를 수신하고 상기 반송파 신호로 상기 응답 신호를 복조하여 중간 주파수(IF) 응답 신호를 발생시키도록 구성되며, 상기 IF 응답 신호는 상기 아날로그-디지털 컨버터에 의해 상기 디지털 응답 신호로 전환된다.

개념 22. 개념 15에 있어서, 상기 프로세서는, 존재 표시를 검출하는 목표 주파수를 나타내는 신호, 및 디지털 변조 신호를 출력하도록 더 구성되며, 상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는:

상기 목표 주파수를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 목표 주파수에서 발진하는 반송파 신호를 발생시키도록 구성된 국부 발진기; 및

상기 반송파 신호 및 상기 디지털 변조 신호를 수신하고, 상기 디지털 변조 신호로 상기 반송파 신호를 진폭 변조시킴으로써 변조 질의 신호를 발생시키도록 구성된 하나 이상의 전자 구성요소들을 더 포함한다.

개념 23. 개념 22에 있어서, 상기 하나 이상의 전자 구성요소들은 출력 증폭기를 포함하며, 상기 출력 증폭기는 상기 디지털 변조 신호를 수신하도록 구성된 디지털 온/오프 제어 입력을 가진다.

개념 24. 개념 22에 있어서, 상기 하나 이상의 전자 구성요소들은 출력 증폭기, 및 상기 출력 증폭기에 연결된 아날로그 스위치를 포함하며, 상기 출력 증폭기는 상기 디지털 변조 신호를 수신하도록 구성된 디지털 온/오프 제어 입력을 가진다.

개념 25. 개념 22에 있어서, 상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는 아날로그 복조기를 더 포함하고, 상기 아날로그 복조기는, 응답 신호를 수신하고 상기 반송파 신호로 상기 응답 신호를 복조하여 중간 주파수(IF) 응답 신호를 발생시키도록 구성되며, 상기 IF 응답 신호는 상기 아날로그-디지털 컨버터에 의해 상기 디지털 응답 신호로 전환된다.

개념 26. 개념 15에 있어서, 상기 프로세서는 디지털 질의 신호를 출력하도록 더 구성되고, 상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는 디지털-아날로그(D/A) 컨버터를 더 포함하며, 상기 디지털-아날로그(D/A) 컨버터는 상기 디지털 질의 신호를 수신하고 아날로그 변조 질의 신호를 발생시키도록 구성되며, 상기 아날로그 변조 질의 신호는 상기 존재 표시를 검출하는 목표 주파수로 설정된 상기 아날로그 변조 질의 신호의 반송파 주파수를 가진다.

개념 27. 개념 26에 있어서, 상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는 출력 증폭기를 더 포함하며, 상기 출력 증폭기는 아날로그 변조 질의 신호가 무선으로 전송되기 전에 상기 아날로그 변조 질의 신호를 증폭하도록 구성된다.

개념 28. 개념 26에 있어서, 상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는 입력 증폭기를 더 포함하며, 상기 입력 증폭기는 응답 신호를 수신하여 증폭하도록 구성되고, 상기 증폭된 응답 신호는 상기 아날로그-디지털 컨버터에 의해 상기 디지털 응답 신호로 전환된다.

개념 29. 개념 14에 있어서, 상기 프로세서는, 다수의 유형의 RFID 태그들의 세트를 판독하도록 초기에 프로그램화되고 그 다음에 새로운 유형의 RFID 태그를 판독하도록 재프로그램화되도록 구성된다.

개념 30. 개념 29에 있어서, 상기 다수의 유형의 RFID 태그들은 서로 다른 인코딩 구조에 기반한 RFID 태그들을 포함한다.

개념 31. 개념 29에 있어서, 상기 다수의 유형의 RFID 태그들은 서로 다른 RFID 대역들을 가진 RFID 태그들을 포함한다.

개념 32. 개념 31에 있어서, 상기 RFID 대역들은 125 kHz, 13.56 MHz, 915 MHz, 및 2.4 GHz 대역을 포함한다.

개념 33. 개념 14에 있어서, 상기 태그 응답 신호는 수동 RFID 태그로부터 반사된 신호를 포함한다.

개념 34. 개념 14에 있어서, 상기 태그 응답 신호는 능동 RFID 태그에 의해 발생된 신호를 포함한다.

개념 35. 개념 14에 있어서, 상기 안테나는 송수신기 안테나들의 세트를 포함하며, 상기 송수신기 안테나들 각각은 서로 다른 RFID 대역에서 신호를 송수신하도록 구성된다.

개념 36. 개념 14에 있어서, 상기 안테나는 단일 송수신기 안테나를 포함하고, 상기 단일 송수신기 안테나는 상기 복수의 RFID 대역들 중 하나를 포함한 기본 주파수, 및 남아 있는 하나 이상의 RFID 대역들을 포함하는 하나 이상의 조화 주파수를 가진다.

본 발명의 이해를 더 도모하고, 본 명세서의 일부에 병합되고, 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 개시된 실시예들을 도시하고, 설명과 함께 개시된 실시예들의 원리를 설명하기 위해 제공된다. 도면에서:
도 1은 특정 실시예들에 따라서, 예시의 멀티-모드 RFID 판독 장치를 도시한 블럭도;
도 2는 특정 실시예들에 따라서, 또 다른 예시의 멀티-모드 RFID 판독 장치를 도시한 블럭도;
도 3은 특정 실시예들에 따라서, 또 다른 예시의 멀티-모드 RFID 판독 장치를 도시한 블럭도;
도 4는 특정 실시예들에 따라서, 다수의 RFID 대역들에서 RFID 태그들을 검색하고 판독하는 예시 처리를 도시한 순서도;
도 5는 특정 실시예들에 따라서, 변조 질의 신호를 생성하고 RFID 태그로 전송하는 예시 처리를 도시한 순서도;
도 6은 특정 실시예들에 따라서, RFID 태그로부터 응답 신호를 수신하고 처리하는 예시 처리를 도시한 순서도; 및
도 7은 특정 실시예들이 실행될 수 있는 컴퓨터 시스템을 도시한 블럭도이다.

다음의 상세한 설명에서, 다수의 특정 상세한 설명은 개시되고 주장된 실시예들의 완전한 이해를 도모하기 위해 기술된다. 그러나, 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 실시예들은 이러한 특정 상세한 설명의 일부 없이도 실시될 수 있다. 다른 예를 들면, 잘 알려진 구성 및 기법은 본 발명이 불필요하게 애매하도록 하는 것을 방지하기 위해 상세하게 도시되지 않는다.

용어 "예시(exemplary)"는 본원에서 "일례, 예, 또는 실례의 기능"을 의미하기 위해 사용된다. "예시"로서 본원에서 기술된 실시예 또는 설계는 다른 실시예들 또는 설계에 대해 바람직하거나 이점을 갖는 것으로 반드시 구성될 필요는 없다.

본 발명의 실시예들은, 단지 단일 유형의 RFID 태그로만 일반적으로 사용될 수 있는 종래의 RFID 태그들의 문제점을 해결하고 극복한다. 본원의 실시예들은 서로 다른 목표 주파수(예를 들면, 125 kHz, 13.56 MHz, 915 MHz, 및 2.4 GHz) 및/또는 인코딩 구조(예를 들면, ISO18000)에 기반하여, 다수의 유형의 RFID 태그들을 처리할 수 있는 멀티-모드 RFID 판독 장치를 제공한다. 이러한 장치는 전용 단일 주파수 하드웨어 구성요소에 의해 보편적으로 실행되는 기능들 중 적어도 일부를 소프트웨어로 실행하는 프로세서를 사용한다. 상기와 같은 기능들은: 반송파 신호의 생성 및 변조; 및 RFID로부터 나온 응답 신호의 복조, 필터링, 및 태그 정보의 디코딩을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 멀티-모드 RFID 판독 장치의 특정 실시예들은 서로 다른 RFID 시스템들의 능력의 총 대역폭 내에서 동작하는 서로 다른 RFID 시스템들을 복조하고 디코딩하고, 다수의 주파수 RFID 태그들을 다루고, 정의된 인코딩 알고리즘들을 처리하도록 구성된다. 게다가, 새로운 주파수 및 인코딩 구조는 하드웨어 변형 없이도 프로세서를 재프로그램화함으로써 새로운 주파수 및 인코딩 구조의 능력에 더해질 수 있다.

도 1은 특정 실시예들에 따라서, 예시의 멀티-모드 RFID 판독 장치(100)를 도시한 블럭도이다. 장치(100)는 프로세서(101), 안테나들(103)의 세트, 안테나 선택 스위치(105), 국부 발진기(113), 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(114), 변조기(115), 출력 증폭기(117), 입력 증폭기(121), 복조기(123), 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(125)를 포함한다. 특정 실시예들에서, 변조기(115) 및 복조기(123)는 각각 직교 변조기 및 직교 복조기이다.

프로세서(101)의 제 1 출력은 국부 발진기(113)의 제어 입력에 연결되고, 프로세서(101)의 제 2 출력은 D/A 컨버터(115)의 디지털 입력에 연결되며, 그리고 프로세서(101)의 제 3 출력은 안테나 선택 스위치(105)의 선택 입력에 연결된다. 국부 발진기(113)의 신호 출력은 직교 변조기(115)의 제 1 (반송파) 입력에 연결되고, D/A 컨버터(114)의 아날로그 출력은 변조기(115)의 제 2 (변조) 입력에 연결된다. 변조기(115)의 출력은 출력 증폭기(117)의 입력에 연결되고, 출력 증폭기(117)의 출력은 안테나 선택 스위치(105)의 공통 단자에 연결된다. 안테나 선택 스위치(105)의 선택 가능한 단자들의 세트는 안테나들(103)의 세트에 연결된다. 안테나 선택 스위치(105)의 공통 단자는 또한 입력 증폭기(121)의 입력에도 연결된다. 입력 증폭기(121)의 출력은 직교 복조기(123)의 제 1 입력에 연결된다. 복조기(123)의 제 2 입력은 복조기(123)의 신호 출력에 연결된다. 복조기(123)의 출력은 A/D 컨버터(125)의 아날로그 입력에 연결된다. A/D 컨버터(125)의 디지털 출력은 프로세서(101)의 입력 포트에 연결된다.

프로세서(101)는 다수의 유형의 RFID 태그들을 검색 및 판독하도록 구성된다(예를 들면, 프로그램화됨). RFID 판독 장치(100)의 예시 검색 동작은 이제 기술된다. 프로세서(101)는 복수의 RFID 대역들 상에서 검색 신호를 전송한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "검색 신호"는 검색되려는 다수의 RFID 대역들을 포함한 RFID 대역 검색 신호의 집합체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 검색 신호는 제 1 RFID 대역용 제 1 검색 신호, 제 2 RFID 대역용 제 2 검색 신호, 및 제 3 RFID 대역용 제 3 검색 신호를 포함할 수 있다. 예를 들면, RFID 판독 장치(100)가 3 개의 RFID 대역, 즉 125 kHz, 13.56 MHz, 및 915 MHz 대역을 판독하도록 설계되었다고 가정하자. 프로세서(100)는 125 kHz 대역용 제 1 검색 신호를 전송하고, RFID 태그의 존재 식별을 검색한다. 수동 RFID(예를 들면, 그 자체에 전력원이 없는 태그)의 경우에서, 태그 존재 표시는 RFID 태그에서 안테나 단락으로 인해 반사된 검색 신호의 에너지의 돌연 강하(sudden drop)의 형태를 할 수 있다. 태그 존재 표시가 125 kHz 대역폭 내에서 검출되는 경우, 프로세서(101)는 하술되는 방식으로, 목표 주파수(예를 들면, 태그 존재를 검출하는 주파수)에서 질의 신호, 또는 에너지 신호(energizing signal)를 전송함으로써 RFID 태그를 판독하려 한다.

특정 RFID 대역용 검색 신호는 한 번에 전송되고 대역의 전체 대역폭(예를 들면, 915 MHz 대역인 경우에서 약 900 MHz부터 약 928 MHz 까지)을 포함하는 상대 광대역 신호일 수 있다. 대안으로, 검색 신호는 전체 대역폭을 훑기 위해 순차적으로 전송된 상대 협대역 검색 신호(예를 들면, 슬라이스(slices))의 세트를 포함할 수 있다. 상기의 단계들은 다른 대역폭들, 예를 들면, 13.56 MHz 및 914 MHz에 대해 반복된다.

주목해야 하는 바와 같이, 특정 실시예들에서, 복수의 안테나들, 예를 들면, 도 1에 도시된 안테나들(103)의 세트가 제공된다. 이는, 일측의 RFID 대역에서 신호(예를 들면, 검색 또는 질의 신호)를 송수신할 수 있는 송수신기 안테나가 타측의 RFID 대역에서 신호를 송수신할 수 있는 송수신기 안테나와는 다를 수 있기 때문이다. 예를 들면, 13.57 MHz 대역의 안테나는 RF 자기장에 주로 반응하도록 설계된 루프 안테나일 수 있는 한편, 2.4 GHz 대역용 안테나는 전기장에 반응하도록 설계된 다이폴 안테나일 수 있다. 이에 따라서, 일측 RFID 대역으로부터 타측 RFID 대역까지 검색 또는 판독 사이에서는 예를 들면, 프로세서(101)로부터 안테나 스위치(105)의 선택 입력까지의 선택 출력을 제공함으로써, 송수신기 안테나를 바꿀 필요성이 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 RFID 대역들 중 하나를 포함한 기본 주파수 및 남아 있는 하나 이상의 RFID 대역을 포함한 하나 이상의 조화 주파수를 가진 단일 송수신기 안테나는 도 1에 도시된 안테나들(103)의 세트 대신에 사용될 수 있거나, 하나 이상의 다른 안테나들과 함께 사용될 수 있다.

상술된 바와 같이, 프로세서(101)가 주어진 대역폭(예를 들면, 125 kHz)에서 RFID 태그의 존재를 검출할 시에, 프로세서(101)는 질의 신호 또는 에너지 신호를 전송함으로써, RFID 태그를 판독하려 한다. RFID 장치(100)에 의해 실행된 예시 판독 동작은 이제 기술된다. 프로세서(101)는 목표 주파수(예를 들면, 태그 존재를 검출하는 주파수)를 나타내는 신호를 국부 발진기(113)로 출력한다. 국부 발진기(113)는 장치(100)가 다루어지도록 구성된 다수의 유형의 RFID 태그들과 관련된 주파수들 중 하나에서 발진하는 반송파 신호를 발생시킴으로써, 프로세서(101)로부터 나온 신호에 응답하도록 구성된다. 특정 실시예들에서, 국부 발진기(113)는 위상 동기 루프(PLL) 신시사이저(synthesizer)이고, 이때 상기 신시사이저는 단일 기준 주파수의 배수로서 다양한 출력 주파수를 발생시킬 수 있다. 상기와 같은 실시예들에서, 프로세서(101)에 의해 제공된 목표 주파수를 나타내는 신호는 PLL 신시사이저용 증배 계수(multiplicative factor)를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 국부 발진기(113)는 전압 제어 발진기(VCO)일 수 있다.

프로세서(101)는 또한, 선택된 유형의 RFID 태그와 관련된 변조 구조에 기반한 디지털 변조 신호를 발생시킨다. 변조 구조는 진폭-변조, 주파수-변조 또는 이 둘 변조의 조합물을 포함할 수 있다. 변조 신호는, 디지털 변조 신호를 아날로그 변조 신호로 전환시키는 DAC(114)로 공급된다. 아날로그 변조 신호는, 상기 신호가 반송파 신호의 주파수보다 통상적으로 낮은 주파수에서 변화한다는 사실로 인해, "저주파" 신호 또는 "베이스밴드" 신호라고도 한다.

국부 발진기(113)에 의해 발생된 반송파 신호(목표 주파수에서의 발진) 및 DAC(114)에 의해 발생된 아날로그 변조 신호는 변조기(115)로 공급되고, 이때 상기 변조기는 아날로그 믹서(미도시)를 통하여 아날로그 영역에서 신호를 믹서하고, 출력 증폭기(117)에 의해 증폭된 후에 안테나(103)를 통하여 RFID 태그로 전송되려는 변조 "질의" 또는 "에너지" 신호를 발생시킨다. 질의 신호는 변조 신호에 의해 변조된 반송파 신호를 포함한다. 일부 실시예들에서, 반송파 신호는 변조 신호에 의해 진폭-변조가 된다. 다른 실시예들에서, 반송파 신호는 변조 신호에 의해 주파수 변조가 된다. 안테나(103)는, 멀티-모드 RFID 판독 장치(100)가 다루어지도록 설계된 서로 다른 유형의 RFID 태그들과 관련된 주파수 범위를 포함하기 위해 광대역 특성을 가진 루프 안테나(단일 또는 다수의 루프들을 구비함)일 수 있다.

이로써, 전송된 질의 신호는 전자기(EM) 장을 생성하고, 이때 상기 전자기 장은 상기 전자기 장 내에서, 도면에 도시된 수동 RFID 태그, 예를 들면 RFID 태그(131)의 안테나에서 AC 전류를 유도시킨다. 이러한 AC 전류는 정류되고, 그 후 최종적인 DC 전류는 태그(131)의 캐패시터를 충전시킨다. 캐패시터의 전압 신호가 충분할 시에, 태그 회로(미도시)의 능동 전자 장치는 작동된다. 작동되면, 태그의 전자 장치는, 특정 태그 정보, 일반적으로 태그에 고유한 ID(예를 들면, 식별자 문자열)을 포함하도록 인코딩된 태그 안테나를 일련의 단시간 간격으로 단락시킨다. 태그 정보는 고유 ID 이외에, 추가적인 비-휘발성 정보, 예를 들면, 태그에 부착된 물품(들)과 관련된 가격, 양 또는 제조 데이터를 포함할 수 있다. 태그 안테나가 단락될 시에, 추가적인 부하는 안테나(103) 상의 전압 강하를 유도하는 RFID 판독 장치(100)의 안테나(103) 상에서 생성된다. 이러한 응답 또는 "반사" 신호는 안테나(103)에서 전압 신호를 충전하거나 유도한다.

RFID 태그에 관한 상기의 설명은 수동 RFID 태그들에 적용되고, 이때 상기 수동 RFID 태그들은 이들 자신의 전력원을 포함하지 않고, 상술된 방식으로 들어오는 질의 신호를 반사한다. 반면, 능동 RFID 태그들은 이들 자신의 전력원을 포함하고, 응답 신호를 능동적으로 발생시킬 수 있다. 본원을 고찰할 시에 기술분야의 통상의 기술자가 인식하여야 하는 바와 같이, 본원에 개시된 시스템 및 방법은 수동 RFID 태그들뿐만 아니라 능동 RFID 태그들을 판독하는 것에 동일하게 적용되고, 유념해야 하는 바와 같이, 능동 RFID 태그들은 수동 RFID 태그들에 상술된 방식으로 적용 가능한 질의 신호를 단지 반사하기보다는 오히려, 전송된 질의 신호를 수신하고, 응답 신호를 활발하게 발생시킨다. 활발하게 발생된 응답 신호는 상술된 방식과 대체로 동일한 방식으로 RFID 장치(100)에 의해 처리될 수 있다.

도 1을 참조하면, 응답 신호에 의해 유도된 전압 신호는 입력 증폭기(121)로 공급되고, 그 후 국부 발진기(113)에 의해 출력된 목표 주파수에서 발진하는 반송파 신호와 함께 복조기(123)로 공급된다. 복조기(123)의 출력은 중간 주파수(IF) 응답 신호이다. 그 후, IF 응답 신호는 ADC(125)로 공급되고, 상기 ADC(125)는 IF 응답 신호를 디지털 응답 신호로 전환한다. 프로세서(101)는 디지털 응답 신호를 수신하고 디지털 신호로 처리하는 동작을 실행하고, 상기 디지털 신호로 처리하는 동작은 디지털 처리로 디지털 응답 신호를 필터링하고 선택된 유형의 RFID 태그와 관련된 디코딩 알고리즘에 기반하여 태그 정보를 디코딩하는 것을 포함한다. 그 후, 프로세서(101)는 어떤 태그(들)이 판독 장치(100)의 필드 영역(field region) 내에 위치하는가를 결정하고, 이러한 정보 및 다른 추가 정보(응답 신호에 포함됨)를 인벤토리 애플리케이션(inventory application) 또는 최종 사용자에게 보고할 수 있다. 프로세서(101)는 국부 발진기(113)(예를 들면, PLL 신시사이저)를 제어함으로써 주파수를 바꾸고, 멀티-모드 RFID 판독 장치를 실행하기 위해 새로운 RF 목표 주파수에 대한 처리를 반복하도록 프로그램화될 수 있다.

도 2는 특정 실시예들에 따라서 또 다른 예시의 멀티-모드 RFID 판독 장치(200)를 도시한 블럭도이다. 장치(200)는 프로세서(201), 안테나들(203)의 세트, 안테나 선택 스위치(205), 국부 발진기(213), 출력 증폭기(217), 안테나(203), 입력 증폭기(221), 복조기(223), 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(225)를 포함한다.

다시, 특정 실시예들에서, RFID 장치(200)에 대한 검색 동작(예를 들면, 서로 다른 RFID 대역들에서 RFID 태그들의 존재를 검출하기 위해 일련의 검색 신호를 전송하는 것)의 설명은 상술된 도 1의 RFID 장치(100)에 대한 예시 검색 동작의 설명과 실질적으로 동일하여 여기에서는 반복하지 않겠다. 대신에, RFID 판독 장치(200)의 예시 판독 동작은 이제 RFID 판독 장치(100)의 판독 동작과는 다른 것을 강조하여 기술한다.

이러한 장치 구성에서, 프로세서(201)는 상술된 바와 같이 RF 반송파 신호를 발생시키는 국부 발진기(예를 들면, PLL 신시사이저)를 제어한다. RF 반송파 신호는 제어 입력(예를 들면, 온-오프 입력)을 가진 출력 증폭기(217)로 공급된다. 제어 입력은 프로세서(201)로부터 디지털 변조 신호를 수신하여 반송파 신호가 진폭 변조되도록 구성된다. 특정 실시예들에서, 증폭기(217)의 출력은 디지털 처리된 변조 질의 신호, 간단한 예를 들면 온-오프 키(on-off keying)(OOK) 신호이다. 상기와 같은 디지털 처리된 변조 질의 신호에서, 신호 파워는 큰 것을 2 진수 "1"로 나타내고, 작은 것 또는 제로를 2 진수 "0"으로 나타낸다. 대안으로, 상기와 같은 디지털 처리된 변조 질의 신호는 디지털 처리로 제어된 아날로그 스위치와 함께 증폭기에 의해 발생될 수 있다. 증폭기(217)의 출력은 변조 질의 신호를 전송하는 안테나(203)에 연결된다.

수신 측 상에서, 태그 정보를 담은 응답 신호는 안테나(203)에서 전압 신호를 유도하고, 전압 신호는 입력 증폭기(221)로 공급되고, 그 후 복조기(223)에 의해 반송파 신호로 복조된다. 복조 응답 신호는 ADC(225)로 공급되고, 이때 상기 ADC(225)는 복조 응답 신호를 응답 신호의 디지털 표현물 또는 보다 간단하게는 "디지털 응답 신호"로 전환시킨다. 그 후, 디지털 응답 신호는 프로세서(201)로 공급되고, 디지털 응답 신호는 인코딩된 태그 정보를 얻기 위해 디지털 처리로 필터링되고 디코딩된다. 이러한 장치 구성은 D/A 컨버터 및 변조기에 대한 필요성을 제거시킨다. 앞서와 같이, 프로세서(201)는 국부 발진기(213)(예를 들면, PLL 신시사이저)를 제어함으로써 주파수를 바꾸기 위해, 그리고 새로운 RF 주파수에 대한 처리를 반복하여 멀티-모드 RFID 판독 장치를 실행하기 위해, 프로그램화될 수 있다.

도 3은 특정 실시예들에 따라서, 또 다른 예시의 멀티-모드 RFID 판독 장치(300)를 도시한 블럭도이다. 장치(300)는 프로세서(301), 안테나들(303)의 세트, 안테나 선택 스위치(305), 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(314), 출력 증폭기(317), 안테나(303), 입력 증폭기(321), 및 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(325)를 포함한다.

다시, 특정 실시예들에서, RFID 장치(300)에 대한 검색 동작(예를 들면, 서로 다른 RFID 대역들에서 RFID 태그들의 존재를 검출하기 위해 일련의 검색 신호를 전송하는 것)의 설명은 상술된 도 1의 RFID 장치(100)에 대한 예시 검색 동작의 설명과 실질적으로 동일하여 여기에서는 반복하지 않겠다. 대신에, RFID 판독 장치(300)의 예시 판독 동작은 이제 RFID 판독 장치들(100 및 200)의 판독 동작과는 다른 것을 강조하여 기술한다.

이러한 장치 구성에서, 프로세서(301)는 변조 질의 신호의 디지털 표현물(digital representation)을 직접 발생시키기 위해, 충분한 속도 및 능력을 가진다. 이러한 구성으로, 프로세서(301)는 도 1에 관해 상술된 장치 구성과 같이 디지털 영역 대 아날로그 영역에서 변조를 프로그램에 따라(programmatically) 실행될 수 있다. 대안으로, 장치(300)는 또한 메모리(미도시)를 포함할 수 있고, 상기 메모리에는 프로세서(301)와 통신하는 데이터가 있고, 서로 다른 유형의 RFID 태그들에 대해 설계된 변조 질의 신호의 디지털 표면물의 다양한 세트를 저장하도록 구성된다. 그 후, 프로세서(301)는 판독되려는 선택 RFID 태그 유형에 대응하는 디지털 표면물의 특정한 세트, 및 메모리로부터 직접 나오거나 프로세서(301)를 통하여 DAC(314)로 공급되려는 디지털 표현물을 검색할 수 있다. 디지털 표현물들은 DAC(314)를 통하여 아날로그 변조 질의 신호로 전환된다. 질의 신호는 사용된 특정 변조 구조에 따라 변조된 주파수 또는 진폭일 수 있다. 그 후, 변조 질의 신호는 증폭되고 안테나(303)로 공급되어 전송된다.

수신 측 상에서, RFID 태그로부터의 응답 신호에 의해 유도된 안테나(303)에서의 전압 신호는 입력 증폭기(321) 및 ADC(325)로 공급되고 그 후 직접 프로세서(301)로 공급된다. 그 후, 프로세서(301)는 태그 정보를 얻기 위해 신호를 디지털 처리로 복조하고, 필터링하고, 디코딩한다. 변조 질의 신호의 반송파 주파수는 프로세서(301)에 의해 직접 제어될 시에 용이하게 변화될 수 있다. 이러한 실행은 도 1 및 2의 실행에 비해 하드웨어 구성요소의 수를 감소시키지만, 디지털 영역에서 실행되는 추가 기능을 다루기 위해 보다 높은 대역폭 구성요소 및 보다 높은 성능의 프로세서를 필요로 한다. 상기와 같은 고성능 프로세서는, Texas Instruments에서 제조되고, 처리 속도가 2400 MIPS인 모델 번호 TMS320DM6431의 디지털 미디어 프로세서를 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 디지털 신호 프로세서는 단지 예시일 뿐이다.

기술 분야의 통사의 기술자가 인식하여야 하는 바와 같이, 도 1-3에서 도시된 예시의 멀티-모드 RFID 판독 장치들은 단지 목적 제시를 위해 제공되었을 뿐, 제한하는 것으로 취급되지 않아야 한다. 예를 들면, 제시된 예들의 수단의 일부는 믹스 및 매칭될 수 있다. 예를 들면, 대안 실시예들에서, 변조는 디지털 영역에서 실행될 수 있는 반면, 복조는 아날로그 영역 또는 그 반대에서 실행될 수 있다.

도 4는 특정 실시예들에 따라서 멀티-모드 RFID 판독 장치의 검색 및 판독 동작을 위한 예시 처리를 제시한 순서도이다. 처리(400)는 상태(410)에서 시작되어, 상태(420)로 진행하고 상기 상태(420)에서는, 장치가 판독되도록 설계되는 RFID 대역들(예를 들면, 125 kHz, 13.56 MHz, 및 915 MHz 대역)의 세트에서 제 1 RFID 대역(예를 들면, 125 kHz)용 검색 신호가 전송된다. 특정 실시예들에서, 특정 RFID 대역용 검색 신호를 전송하는 단계는 대역의 전체 대역폭(예를 들면, 915 MHz 대역인 경우에 약 900 MHz부터 약 928 MHz까지)을 실질적으로 포함하는 스펙트럼을 가진 하나의 상대 광대역 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 검색 신호를 전송하는 단계는 대역의 전체 대역폭 상에서 실질적으로 주파수를 훑는 단계(sweeping)(예를 들면, 일련의 협대역 신호 또는 "슬라이스"를 전송함)를 포함한다. 검색되는 대역들 또는 하나 이상의 대역들 중 일부의 선택, 이에 따른 검색 신호의 선택은 검색될 RFID 태그의 유형에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 관심이 가는 RFID 태그들이 특정 RFID 대역의 특정 스펙트럼 부분에 의해서만 지원된다고 알려진 경우, 검색 신호는 전체 대역폭 대신에 그 스펙트럼 부분만을 훑거나 포함하도록 구성될 수 있다.

처리(400)는 결정 상태(420)로 진행하고, 상기 결정 상태에서는, 전송된 검색 신호에 응답하여 태그 존재 표시를 검출하는지에 관한 질문이 만들어진다. 수동 RFID 태그의 경우, 표시는 반사된 검색 신호의 강도의 강하를 포함할 수 있다. 능동 RFID 태그의 경우, 표시는 능동 RFID 태그에 의해 동일하거나 서로 다른 주파수 상에서 전송되는 "첩(chirp)" 신호를 포함할 수 있다. 결정 상태(430)에 대한 질문의 답변이 아니오라면(태그 존재 표시가 검출되지 않음), 처리(400)는 또 다른 결정 상태(470)로 진행하고, 이때 상기 결정 상태(470)에서는 RFID 판독 장치에 의해 판독되는 RFID 대역들의 세트에서 검색될 또 다른 대역이 있는지에 관한 질문이 만들어진다. 결정 상태(430)에서 질문에 대한 답변이 예인 경우(태그 존재 표시가 검출됨), 처리(400)는 가능한 RFID 태그를 판독하려는 시도가 있는 상태(440A,B)로 진행한다. 판독 처리는 도 5 및 6에 관해 이하에서 기술된다. 판독 시도가 있은 후에, 처리(400)는 결정 상태(450)로 진행되고, 상기 결정 상태(450)에서는, 판독이 성공되었는지에 관한 질문이 만들어진다. 결정 상태(450)에서의 질문에 대한 답변이 예인 경우(판독 성공), 처리(400)는 태그 출력(예를 들면, RFID 태그용 ID)이 예를 들면 디스플레이 또는 데이터베이스에 제공되는 상태(460)로 진행한다. 태그 출력이 제공된 후에, 처리(400)는 결정 상태(470)로 진행한다. 한편, 결정 상태(450)에서의 질문에 대한 답변이 아니오인 경우(판독 실패), 처리(400)는 태그 출력을 제공하지 않고 결정 상태(470)로 진행한다.

결정 상태(470)에서의 질문에 대한 답변이 예인 경우(또 다른 대역이 검색됨), 처리(400)는 다음 RFID 대역(예를 들면, 13.56 MHz)용 검색 신호가 전송되는 상태(480)로 진행하고, 태그 존재 표시에 대한 검색 또는 청취 후에 결정 상태(430)로 진행한다. 한편, 결정 상태(470)에서의 질문에 대한 답변이 아니오인 경우(다른 대역이 검색되지 않음), 예를 들면, 세트의 모든 대역들이 검색되었기 때문에, 처리(400)는 제 1 대역(예를 들면, 125 kHz)에 대한 검색 신호가 재전송되는 상태(420)로 다시 귀환하며 상술된 남아있는 상태가 반복된다.

도 5는 특정 실시예들에 따라서 RFID 태그를 판독하기 위해 질의 신호를 발생시키고 전송하는 예시 처리(440A)를 도시한 순서도이다. 처리(440A)는 상태(510)에서 시작되고, 상태(520)로 진행하며, 이때 상기 상태(520)에서는, 목표 주파수(예를 들면, 태그 존재 표시를 검출하는 주파수)에서 발진되는 반송파 신호(예를 들면, RF 신호)가 발생된다. 반송파 신호 발생은 도 1 및 2에 관하여 상술된 바와 같이, 목표 주파수를 나타내는 신호(예를 들면, PLL 신시사이저용 증배 계수를 나타낸 데이터)를 프로세서로부터 수신하는 국부 발진기에 의해 실행될 수 있다.

처리(440A)는 변조 신호가 발생되는 상태(530)로 진행한다. 변조 신호는 도 1에 관하여 상술된 바와 같이, 프로세서에 의해 제공된 변조 신호의 디지털 표현물들을 전환시키는 디지털-아날로그 컨버터(DAC)에 의해 발생된 아날로그 변조 신호일 수 있다. 대안으로, 변조 신호는 프로세서에 의한 디지털 변조 신호 출력일 수 있으며, 이때 상기 디지털 변조 신호 출력은 도 2에 관하여 상술된 바와 같이, 반송파 신호를 디지털 처리로 변조하기 위해 사용될 수 있다.

처리(440A)는 변조 질의 신호가 발생되는 상태(540)로 진행한다. 특정 실시예들에서, 이는 도 1에 도시된 변조기(115) 등과 같은 아날로그 변조기에 의해 달성될 수 있고, 이때 상기 변조기(115)는 도 1에 관하여 상술한 바와 같이, 아날로그 변조 신호와 반송파 신호를 믹서한다. 다른 실시예들에서, 이는 온-오프 제어 입력을 가진 증폭기 또는 도 2에 관하여 상술된 바와 같이 별도의 디지털 처리로 제어된 아날로그 스위치와 연동하는 증폭기에 의해 달성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 변조 질의 신호는 도 3에 관하여 상술된 바와 같이 디지털 표현물들의 디지털-아날로그 전환을 통해 직접 발생될 수 있다. 상기와 같은 실시예들에서, 상태(520 및 530)에서 실행되는 절차는 필요 없을 수 있다. 처리(440A)는 상태(550)로 진행되고, 이때 상기 상태(550)에서는, 증폭 후 변조 질의 신호는, 예를 들면 도 1에 도시된 안테나들(103)의 세트의 송수신기 안테나 등의 안테나를 통해 전송된다. 처리(440A)는 단계(590)에서 종료된다.

도 6은 특정 실시예들에 따라서 RFID 태그를 판독하기 위해 응답 신호를 수신 및 처리하는 예시 처리(440B)를 도시한 순서도이다. 처리(440B)는 상태(610)에서 시작되고 상태(620)로 진행되며, 상기 상태(620)에서는, RFID 태그로부터 나온 응답 신호는 멀티-모드 RFID 판독 장치의 안테나에 의해 수신된다. 응답 신호는 수동 RFID 태그로부터 반사된 신호 또는 능동 RFID 태그에 의해 발생된 신호일 수 있다. 처리(440B)는 응답 신호에 의해 유도된 안테나의 전압 신호가 증폭되는 상태(630)로 진행한다. 그 후, 처리(440B)는 결정 상태(640)로 진행하고, 상기 결정 상태에서는, 응답 신호가 아날로그 영역에서, 예를 들면, 도 1 및 2와 같이 전용 하드웨어 복조기에 의해 복조되는지; 또는 디지털 영역에서, 예를 들면, 도 3과 같이 프로세서에 의해 복조되는지에 관한 질문이 만들어진다. 이러한 결정 상태는 복조의 2 개의 유형(아날로그 및 디지털)을 제시하기 위해 제공되고, 인식하여야 하는 바와 같이, 상기와 같은 질문은 통상적으로 멀티-모드 RFID 판독 장치의 특정 실시예에서 만들어지지 않는다. 이는 상기와 같은 장치가 아날로그 또는 디지털 변조 동작 동안 미리 구성될 수도 있기 때문이다.

결정 상태(640)에서의 질문에 대한 답변이 "아날로그"인 경우(아날로그 복조 실시예들), 처리(440B)는 아날로그 복조 분야로 들어가고 상태(651)로 진행되고, 이때 상기 상태(651)에서는, 증폭된 응답 신호는 아날로그 영역에서, 예를 들면 전용 아날로그 복조기, 예를 들면 도 1 및 2에 도시된 복조기들(123, 223)에 의해 복조된다. 아날로그 복조 분야에서, 처리(440B)는 상태(661)로 더 진행하고, 상기 상태(661)에서는 디지털 응답 신호(예를 들면, 복조 응답 신호의 디지털 표현물들)는, 예를 들면 도 1 및 2에 도시된 ADC들(125, 225) 등의 아날로그-디지털 컨버터(ADC)에 의해 만들어진다.

한편, 결정 상태(640)에서의 질문에 대한 답변이 "디지털"인 경우(디지털 복조 실시예들), 처리(440B)는 디지털 복조 분야로 들어가고 상태(653)로 진행되고, 상기 상태(653)에서는 증폭된 응답 신호가 도 3에 도시된 ADC(325) 등의 ADC에 의해 디지털 응답 신호(예를 들면, 응답 신호의 디지털 표현물들)로 전환된다. 디지털 변조 분야에서, 처리(440B)는, 디지털 응답 신호가 도 3에 관하여 상술된 바와 같이 프로세서에 의해 디지털 처리로 복조되는 상태(663)로 진행한다.

아날로그 및 복조 실시예들 둘 다에서, 처리(440B)는, 디지털 응답 신호(이제 복조됨)가 프로세서에 의해 디지털 필터링 처리를 거치는 상태(670)에서 모이게 된다. 적용된 디지털 필터링의 유형은 판독될 RFID 태그 및 이에 연관된 주파수, 및 인코딩 구조의 유형에 따라 달라진다. 처리(440B)는, 프로세서가 인코딩된 태그 정보를 얻기 위해 복조되고 필터링된 디지털 응답 신호를 디코딩하는 상태(680)로 진행한다. 처리(440B)는 상태(690)에서 종료된다.

기술 분야의 통상의 기술자라면 인식하여야 하는 바와 같이, 도 4-6에 도시된 예시 처리는 단지 제시 목적을 제공할 뿐 제한되는 것으로 취급되지 않아야 한다. 예를 들면, 도 5를 참조하면, 상태(530)에서의 변조 신호의 발생은 통상적으로 상태(520)에서의 반송파 신호의 발생과 동시에 실행된다. 도 3에 도시된 실시예와 유사한 일부 실시예들에서, 상태(520 및 530)는 제거될 수 있다. 도 6을 참조하면, 상태(663)에서의 디지털 복조는, 예를 들면 상태(670)에서의 디지털 필터링 후에 또는 상기 디지털 필터링과 동시에 실행될 수 있다.

도 7은 본원에서 개시된 특정 실시예들이 실행될 수 있는 예시 컴퓨터 시스템(700)을 도시한 블럭도이다. 컴퓨터 시스템(700)은 버스(702) 또는 통신 정보를 위한 다른 통신 기계장치, 및 정보를 처리하기 위해 버스(702)와 연결된 프로세서(704)를 포함한다. 컴퓨터 시스템(700)은 또한 프로세서(704)에 의해 실행되는 정보 및 명령을 저장하기 위해, 버스(702)에 연결된 랜덤 액세스 메모리("RAM") 또는 다른 동적 저장 장치 등의 메모리(706)를 포함한다. 메모리(706)는 또한 프로세서(704)에 의한 명령 실행 동안 임시 변수 또는 다른 중간 정보를 저장하기 위해 사용될 수 있다. 컴퓨터 시스템(700)은 정보 및 명령을 저장하기 위해 버스(702)에 연결된 자기 디스크 또는 광학 디스크 등의 데이터 저장 장치(710)를 더 포함한다.

컴퓨터 시스템(700)은, 컴퓨터 사용자에게 정보를 표기하기 위해, 캐소드 레이 튜브(cathode ray tube)("CRT") 또는 액정 디스플레이("LCD") 등의 디스플레이 장치(미도시)에 I/O 모듈(708)을 통하여 연결될 수 있다. 예를 들면, 키보드 또는 마우스 등의 입력 장치는 또한 정보 및 명령 선택을 프로세서(704)와 통신하기 위해 I/O 모듈(708)을 통하여 컴퓨터 시스템(700)에 연결될 수 있다.

특정 실시예들에 따라서, RFID 태그로부터 변조 질의 신호 발생 및 응답 신호 처리의 특정 양태들은 메모리(706)에 포함된 하나 이상의 명령의 하나 이상의 시퀀스를 실행하는 프로세서(704)에 응답하여 컴퓨터 시스템(700)에 의해 실행된다. 프로세서(704)는 컴퓨터 명령을 실행할 수 있는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 및 디지털 신호 프로세서(DSP)일 수 있다. 상기와 같은 명령은 또 다른 기계 판독 가능한 매체(machine-readable medium), 예를 들면, 데이터 저장 장치(710)로부터 메모리(706)로 판독될 수 있다. 주 메모리(706)에 포함된 명령의 시퀀스의 실행은 프로세서(704)가 본원에 기술된 처리 단계를 실행하도록 한다. 멀티 프로세싱 장치의 하나 이상의 프로세서들은 또한 메모리(706)에 포함된 명령의 시퀀스를 실행하기 위해 사용될 수 있다. 대안 실시예들에서, 고정 배선 회로(hard-wired circuitry)는 다양한 실시예들을 이행하기 위해 소프트웨어 명령 대신에 사용될 수 있거나, 상기 소프트웨어 명령과 결합하여 사용될 수 있다. 이로써, 실시예들은 고정 배선 회로 및 소프트웨어의 특정 결합에 대해 제한되지 않는다.

본원에서 사용되는 용어 "기계 판독 가능한 매체"는 실행을 위해 프로세서(704)에게 명령을 제공하는데 관여하는 매체를 의미한다. 상기와 같은 매체는 비-휘발성 매체, 휘발성 매체 및 전송 매체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다수의 형태를 가질 수 있다. 비-휘발성 매체는 예를 들면, 데이터 저장 장치(710) 등의 광학 또는 자기 디스크를 포함한다. 휘발성 매체는 동적 메모리 예를 들면, 메모리(706)를 포함한다. 전송 매체는 버스(702)를 포함한 와이어를 포함하여, 동축 케이블, 구리 와이어 및 광 섬유(fiber optics)를 포함한다. 전송 매체는 무선 주파수 및 적외선 데이터 통신 동안 발생되는 것 등의 음향파 또는 광파의 형태를 취할 수도 있다. 기계 판독 가능한 매체의 일반적인 형태는 예를 들면, 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 임의의 다른 자기 매체, CD-ROM, DVD, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드, 페이퍼 테이프, 홀들의 패턴을 가진 임의의 다른 물리적인 매체, RAM, PROM, EPROM, FLASH EPROM, 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 반송파 또는 컴퓨터가 판독될 수 있는 다른 매체를 포함한다.

상기의 설명은 기술분야의 통상의 기술자가 본원에서 기술된 다양한 실시예들을 실시하도록 제공된다. 상기의 실시예들이 다양한 도면들 및 실시예들에 관해 특별하게 기술되었지만, 이해되어야 하는 바와 같이, 이러한 것들은 단지 설명 목적을 위한 것이기 때문에, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다.

본 발명을 실행하기 위해 다수의 다른 방식이 있을 수 있다. 본원에 기술된 다양한 기능 및 요소는 본 발명의 권리 범위 및 기술 사상을 벗어남 없이 제시된 것으로부터 서로 다르게 구분될 수 있다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형은 기술 분야의 통상의 기술자에게 용이하게 명백할 것이며, 본원에서 기술된 일반적인 원리는 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 이로써, 다수의 변화 및 변형은 기술 분야의 통상의 기술자에 의해서, 본 발명의 권리 범위 및 기술 사상을 벗어남 없이 본 발명에 대해 구현될 수 있다.

단수 요소에 대한 참조는 별 언급이 없는 한 "하나 및 하나만"을 의미하는 것이 아니라 오히려 "하나 이상"을 의미한다. 용어 "일부"는 하나 이상을 의미한다. 밑줄 및/또는 이탤릭 표제 및 작은 표제는 본 발명을 제한하는 것이 아니라 단지 편의상 사용되는 것이며, 본 발명의 설명의 해석과 관련되어 의미하는 것은 아니다. 기술 분야에서 통상의 기술자에게 공지되었거나 이후에 공지될 본 문헌을 통하여 기술된 본 발명의 다양한 실시예들의 요소에 대해 모든 구조 및 기능의 등가물은 참조에 의해 본원에서 명백하게 병합되고 본 발명에 의해 포함될 수 있다. 게다가, 본원에서 개시된 어떠한 것도 본원이 상기의 설명에서 명확하게 언급되는 것에 상관없이 일반인에게 제공되지 않을 수 있다.

본원에서 기술된 모든 요소, 부분 및 단계가 포함되는 것이 바람직하다. 이해되어야 하는 바와 같이, 이러한 요소, 부분 및 단계는 기술 분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 다른 요소, 부분 및 단계로 대체될 수 있거나, 완전하게 삭제될 수 있다.

대략적으로, 이러한 설명은 서로 다른 주파수 및/또는 인코딩 구조를 가진 다수의 유형의 RFID 태그들을 판독하는 장치들 및 방법을 개시한다. 복수의 RFID 대역들을 포함한 하나 이상의 검색 신호가 전송된다. 복수의 RFID 대역들 중 하나에서 RFID 태그의 존재 표시가 검출된다. 존재 표시를 검출하는 주파수로 조정된 반송파 주파수를 가진 질의 신호가 전송된다. RFID 태그와 관련된 태그 정보를 포함한 태그 응답 신호는 수신된다. 태그 응답 신호에 기반한 디지털 응답 신호는 태그 정보를 얻기 위해 디지털 신호로 처리된다.

Claims

무선 주파수 식별(RFID) 태그를 판독하는 방법에 있어서,
RFID 대역의 전체 대역폭을 포함한(covering) 광대역 신호를 포함하는 검색 신호를 전송하는 단계;
상기 검색 신호에 대한 응답에 기반하여 상기 RFID 대역에서 목표 주파수를 선택하는 단계;
상기 목표 주파수를 가진 반송파 신호 및 베이스밴드 신호를 포함하는 질의 신호(interrogating signal)의 디지털 표현물(digital representation)을, 프로세서에서 발생시키는 단계;
상기 질의 신호의 디지털 표현물을, 디지털-아날로그 컨버터(DAC)에서 아날로그 신호로 전환시키는 단계;
적어도 2 개의 안테나들 중 하나로부터의 선택된 안테나로 상기 아날로그 신호를 제공하는 단계 - 상기 적어도 2 개의 안테나들 중 제 1 안테나는 상기 RFID 대역에 연관되고 상기 적어도 2 개의 안테나들 중 제 2 안테나는 제 2 RFID 대역에 연관됨 -;
상기 선택된 안테나를 사용하여 상기 아날로그 신호를 브로드캐스팅하는 단계; 및
상기 RFID 태그를 판독하는 단계를 포함하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 검색 신호는 적어도 상기 제 2 RFID 대역에 대한 검색 신호들의 집합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 검색 신호를 전송하는 단계는 상기 RFID 대역의 전체 대역폭 상에서 협대역 검색 신호의 주파수를 훑는 단계(sweeping)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 검색 신호를 전송하는 단계는 상기 RFID 대역의 전체 대역폭을 포함하는 스펙트럼을 가진 단일 광대역 검색 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 RFID 대역에서 목표 주파수를 선택하는 단계는 반사된 신호 강도의 강하(drop)를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 RFID 태그를 판독하는 단계는:
상기 목표 주파수로 설정된 반송파 주파수를 가진 변조 질의 신호를 발생시키는 단계;
상기 RFID 태그와 관련된 태그 정보를 포함한 태그 응답 신호를 상기 RFID 태그로부터 수신하는 단계;
상기 태그 응답 신호에 기반한 디지털 응답 신호를 생성하는 단계; 및
상기 태그 정보를 얻기 위해 상기 디지털 응답 신호를 처리하는 단계를 포함하며,
상기 처리하는 단계는 디지털 변조, 디지털 필터링, 및 디지털 디코딩 기법들 중 적어도 하나를 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 변조 질의 신호를 발생시키는 단계는, 상기 목표 주파수보다 낮은 주파수에서 변화하는 변조 신호로 상기 목표 주파수에서 발진하는 반송파 신호를 변조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 반송파 신호를 변조하는 단계는 디지털 영역에서 실행되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 반송파 신호를 변조하는 단계는 아날로그 영역에서 실행되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법은, 상기 목표 주파수에서 발진하는 반송파 신호로 상기 디지털 응답 신호를 복조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 복조하는 단계는 디지털 영역에서 실행되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 복조하는 단계는 아날로그 영역에서 실행되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 판독 방법.
삭제
제 1 및 제 2 RFID 대역들과 관련된 각각의 제 1 및 제 2 안테나들;
출력 및 입력을 가진 디지털-아날로그 컨버터(DAC);
출력 및 입력을 가진 아날로그-디지털 컨버터(ADC);
상기 DAC의 출력에 연결되고 상기 ADC의 입력에 연결되고, 상기 제 1 및 제 2 안테나들 중 하나에 선택적으로 연결된 안테나 선택 스위치; 및
상기 안테나 선택 스위치에 동작적으로 연결되고, 상기 DAC의 입력에 연결된 출력 및 상기 ADC의 출력에 연결된 입력을 가진 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는:
상기 제 1 안테나가 상기 제 1 RFID 대역을 포함한 제 1 광대역 신호를 포함하는 제 1 검색 신호를 전송하도록 하고,
상기 제 2 안테나가 상기 제 2 RFID 대역을 포함한 제 2 광대역 신호를 포함하는 제 2 검색 신호를 전송하도록 하고,
상기 제 1 및 제 2 광대역 신호들에 대한 응답에 기반하여 상기 제 1 RFID 대역 또는 상기 제 2 RFID 대역에서 목표 주파수를 결정하고,
상기 목표 주파수에 기반하여 상기 제 1 및 제 2 안테나들 중 하나를 선택하기 위해 상기 안테나 선택 스위치를 구성하고,
상기 목표 주파수에서 베이스밴드 신호에 의해 변조된 반송파 주파수 신호를 포함한 변조 질의 신호의 디지털 표현물을 포함하는 제 1 디지털 신호를 상기 프로세서의 출력에 제공하고;
상기 프로세서의 입력에 제 2 디지털 신호를 수신하고;
상기 반송파 주파수 신호를 제거하기 위해 상기 제 2 디지털 신호를 복조하며; 그리고
상기 제 2 디지털 신호가 복조될 시에 상기 제 2 디지털 신호를 디코딩하도록 구성되는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 프로세서는 RFID 태그 정보를 얻기 위해 RFID 태그로부터 디지털 응답 신호를 처리하도록 더 구성되며,
상기 처리는 디지털 변조, 디지털 필터링 및 디지털 디코딩 기법들 중 적어도 하나를 실행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 목표 주파수의 신호 및 디지털 변조 신호를 출력하도록 더 구성되며, 상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는:
상기 목표 주파수의 신호를 수신하고, 상기 목표 주파수에서 발진하는 반송파 신호를 발생시키도록 구성된 국부 발진기;
상기 반송파 신호로부터 상기 변조 질의 신호를 발생시키도록 구성된 아날로그 변조기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 16에 있어서,
상기 국부 발진기는 위상 동기 루프(PLL) 신시사이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 변조 질의 신호는 직교 인코딩된 신호(quadrature-encoded signal)인 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 변조 질의 신호는 상기 반송파 주파수 신호의 주파수 변조를 제공하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 변조 질의 신호는 상기 반송파 주파수 신호의 진폭 변조를 제공하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는 아날로그 복조기를 더 포함하고,
상기 아날로그 복조기는, RFID 태그로부터 응답 신호를 수신하고 상기 반송파 주파수 신호로 상기 응답 신호를 복조하여 중간 주파수(IF) 응답 신호를 발생시키도록 구성되며,
상기 IF 응답 신호는 상기 ADC에 의해 디지털 응답 신호로 전환되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는:
상기 반송파 주파수 신호 및 디지털 변조 신호를 수신하고, 상기 디지털 변조 신호로 상기 반송파 주파수 신호를 진폭 변조시킴으로써 상기 변조 질의 신호를 발생시키도록 구성된 하나 이상의 전자 구성요소들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 22에 있어서,
상기 하나 이상의 전자 구성요소들은 출력 증폭기를 포함하며,
상기 출력 증폭기는 상기 디지털 변조 신호를 수신하도록 구성된 디지털 온/오프 제어 입력을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 22에 있어서,
상기 하나 이상의 전자 구성요소들은 출력 증폭기, 및 상기 출력 증폭기에 연결된 아날로그 스위치를 포함하며, 상기 출력 증폭기는 상기 디지털 변조 신호를 수신하도록 구성된 디지털 온/오프 제어 입력을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 22에 있어서,
상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는 아날로그 복조기를 더 포함하고,
상기 아날로그 복조기는, RFID 태그로부터 응답 신호를 수신하고 상기 반송파 주파수 신호로 상기 응답 신호를 복조하여 중간 주파수(IF) 응답 신호를 발생시키도록 구성되며,
상기 IF 응답 신호는 상기 ADC에 의해 디지털 응답 신호로 전환되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 프로세서는 상기 목표 주파수에서 상기 베이스밴드 신호에 의해 변조된 반송파 주파수 신호를 포함한 아날로그 변조 질의 신호를 발생시키도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 26에 있어서,
상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는 출력 증폭기를 더 포함하며,
상기 출력 증폭기는 상기 아날로그 변조 질의 신호가 무선으로 전송되기 전에 상기 아날로그 변조 질의 신호를 증폭하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 무선 주파수 식별(RFID) 장치는 입력 증폭기를 더 포함하며,
상기 입력 증폭기는 RFID 태그로부터 응답 신호를 수신하여 상기 응답 신호를 증폭하도록 구성되고, 증폭된 응답 신호는 상기 ADC에 의해 디지털 응답 신호로 전환되는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 프로세서는, 다수의 유형의 RFID 태그들의 세트를 판독하도록 초기에 프로그램화되고 그 다음에 새로운 유형의 RFID 태그를 판독하도록 재프로그램화되도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 29에 있어서,
상기 다수의 유형의 RFID 태그들은 서로 다른 인코딩 구조에 기반한 RFID 태그들을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 29에 있어서,
상기 다수의 유형의 RFID 태그들은 서로 다른 RFID 대역들을 가진 RFID 태그들을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 31에 있어서,
상기 RFID 대역들은 125 kHz, 13.56 MHz, 915 MHz, 및 2.4 GHz 대역을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광대역 신호들에 대한 응답은 수동 RFID 태그로부터 반사된 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광대역 신호들에 대한 응답은 능동 RFID 태그에 의해 발생된 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 안테나들 중 적어도 하나는 서로 다른 RFID 대역에서 신호를 송수신하도록 구성된 송수신기 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 안테나들 중 적어도 하나는 단일 송수신기 안테나를 포함하고,
상기 단일 송수신기 안테나는 복수의 RFID 대역들 중 하나를 포함한 기본 주파수, 및 남아 있는 하나 이상의 RFID 대역들을 포함하는 하나 이상의 조화 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 식별(RFID) 장치.