KR20100061573A - 초광대역 무선 주파수 식별 기술 - Google Patents

초광대역 무선 주파수 식별 기술 Download PDF

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Abstract

초광대역 (UWB) 기술들이 무선 주파수 식별 (RFID)에 적용된다. 예를 들어, 리더가 UWB IR 조회 신호를 생성하고, 조회 신호에 응한 RFID 태그로부터 UWB IR 응답 신호를 수신한다. 또, 리더는 UWB IR 응답 신호로부터 기저대역 응답 시퀀스를 생성할 수 있다. 이 시퀀스는 적어도 태그 식별자를 포함한다. 리더는 적어도 태그 식별자를 저장할 수 있다. UWB IR 조회 신호의 수신에 따라, 태그는 UWB IR 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 얻는다. 복수의 클록 펄스들에 기반해, 리더는 UWB IR 응답 신호를 통해 적어도 태그 식별자를 전송한다.

Description

초광대역 무선 주파수 식별 기술{Ultra wideband radio frequency identification techniques}
이 국제출원은 "Ultra Wideband Radio Frequency Identification Techniques"라는 제목으로 2004년 12월 30일 출원된 미국출원번호 11/024,642를 우선권 주장하며, 그 내용 전체가 이 명세서에 병합된다.
본 발명은 무선 통신에 관한 것이다. 더 상세히 말해, 본 발명은 무선 주파수 식별을 수행하기 위한 기술에 관한 것이다.
2002년 연방 통신 위원회 (FCC, Federal Communications Commission)에 의해 승인을 얻은 이후로, 초광대역 (UWB) 기술들은, 장치들로 하여금 상대적으로 고속 데이터 레이트로서 정보를 교환할 수 있게 한다는 이유로 단거리 무선 통신에 매력적인 것이 되어 왔다.
단거리 네트워크들에 대한 UWB 시스템들이 상대적으로 새로운 것이라고 해도, 이들의 전송 기술들은 수십 년 동안 알려져 있었다. 사실상, 하인리히 헤르츠가 1887년 무선 전파를 발견했을 때 최초의 무선 전송이 UWB 기술을 통해 이뤄졌다. 그 발견은 방전 간극 송신기 (spark-gap transmitter)를 통해 이뤄졌으며, 이것이 초기 UWB 라디오라고 간주 될 수 있다. 이후, 그러한 송신기들은 광역 스펙트럼 전파들을 발생한다는 이유로 금지되었다.
현재의 FCC 규정은 3.1에서 10.6 GHz 사이의 주파수에서의 통신 목적을 위한 UWB 전송을 허용한다. 그러나, 각각의 전송마다, 스펙트럼 밀도는 -41.3 dBm/MHz 미만에 있어야 하고, 활용되는 대역폭은 500 MHz 보다 높아야 한다.
이러한 요건을 만족시킬 수 있는 많은 UWB 전송 기술들이 존재한다. 일반적이면서 실용적인 한 UWB 기술을 임펄스 라디오 (IR)라 부른다. IR에서, 데이터는 시간 간극들로 분리되는 짧은 기저대역 펄스들을 사용해 전송된다. 따라서, IR은 캐리어 신호를 사용하지 않는다. 그 간극들이 IR을, 일반적인 연속 전파 (continuous wave) 라디오들보다 다중경로 전파 문제들로부터 더 면역되게 만들고 있다. RF 게이팅은 임펄스가 게이트 된 (gated) RF 펄스인 IR의 한 특별한 종류이다. 이러한 게이트 된 펄스는 소정 펄스 모양을 가지고 시간 도메인 안에서 마스킹되는 정현파이다.
IR 전송은 기본적으로 펄스 생성기 및 안테나를 요하는 상대적으로 간단한 송신기 디자인을 조성한다. 이 디자인은 전력 증폭기를 반드시 요하지는 않는데, 그 이유는 전송 전력 필요요건이 적기 때문이다. 그 외에, 이 디자인은 임펄스들이 기저대역 신호들이기 때문에, 일반적으로 전압 제어형 오실레이터 (VCO)들 및 믹서들 같은 변조 성분들을 일반적으로 필요로 하지 않는다.
일반적으로, IR 수신기 디자인이 그 대응되는 송신기 디자인보다 복잡하다. 그러나, 그 디자인은 통상의 수신기 디자인에 비해서는 훨씬 단순한데, 그 이유가 이들이 보통 매개 주파수 (IF) 신호들이나 필터들을 활용하지 않기 때문이다. 그러나, 스펙트럼 요건을 만족시키기 위해, IR 임펄스들은 듀레이션 (duration)이 매우 짧아야 한다 (가령, 이 삼 나노초 (nanoseconds)). 이러한 요건은 수신기 타이밍 정확도에 대한 엄격한 타이밍 요구를 낳는다. 이 요구들의 충족이 IR 수신기들에 대해 정확한 시간 분해(resolution) 및 포지셔닝(positioning) 능력을 갖추게 할 수 있다.
무선 주파수 식별 (RFID) 기술은 리더 (reader)와 관련되어 있으며, 이 리더는 전자기 에너지를 활용해, 리더와 접촉하고 있거나 리더와 소정 거리 안에 있는 하나 이상의 태그들로부터 무선으로 정보를 요청한다. 이러한 정보 요청을 여기서는 조회 (interrogation)라고 부를 것이다. 조회 중에, 리더는 태그 식별자들 (가령, 태그 ID 넘버들)과 기타 부가 정보를 수신할 수 있다. 그에 따라, 리더는 하나 이상의 태그들의 존재 및 신원을 판단하기 위한 조회를 수행할 수 있다. 현재, RFID 시스템들은 캐리어-기반 변조 기술을 활용한다.
본 발명은 무선 주파수 식별을 수행하기 위한 기술에 관한 것이다.
본 발명은 송신부와 수신부를 가진 장치를 제공한다. 송신부는 UWB IR 조회 신호를 생성하도록 되어 있다. 송신부와 짝이 되어, 수신부는 조회 신호에 응해 무선 주파수 식별 (RFID) 태그로부터 UWB IR 응답 신호를 수신하도록 된다.
상기 장치는 기저대역 조회 시퀀스를 생성하도록 구성된 제어기를 더 포함할 수 있다. 이 시퀀스로부터, 송신부가 UWB IR 조회 신호를 생성한다. 따라서, 송신부는 기저대역 조회 시퀀스를 기저대역 아날로그 조회 신호로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터 (DAC) 및, 기저대역 아날로그 조회 신호를 UWB 조회 신호로 변환하는 임펄스 생성기를 포함할 수 있다. 또, 송신부는 UWB 조회 신호를 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다.
장치의 수신부는 UWB 응답 신호로부터 기저대역 응답 시퀀스를 생성할 수 있다. 기저대역 응답 시퀀스는 태그 식별자를 포함할 수 있다. 또, 기저대역 응답 시퀀스는 태그 데이터를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 수신부는 임펄스 템플릿 (template) 신호를 생성하도록 된 템플릿 생성기, 및 UWB 응답 신호와 임펄스 템플릿 신호로부터 기저대역 아날로그 신호를 산출하도록 된 믹서를 포함할 수 있다. 또한 수신부는 증폭기를 포함할 수 있다.
이 외에, 장치는 인터페이스를 통해 초기 조회 명령을 제어기로 전송하도록 된 호스트를 또한 포함할 수 있다. 또, 장치는 UWB IR 조회 신호를 무선으로 송신하기 위해 안테나를 포함할 수 있다.
본 발명은 안테나, 메모리, 클록 복구 모듈, 및 안테나 변조기를 포함하는 태그를 또한 제공한다. 안테나는 UWB IR 조회 신호를 수신하도록 구성된다. 메모리는 적어도 한 태그 식별자를 저장한다. 클록 복구 모듈은 UWB IR 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 얻도록 되어 있다. 안테나 변조기는 UWB IR 조회 신호의 후방산란 (backscatter) 변조를 통해 적어도 태그 식별자를 송신하도록 된다. 그 후방산란 변조의 타이밍은 복수의 클록 펄스들에 기초한다. 태그의 메모리는 추가 태그 데이터를 더 저장할 수 있다. 또, 안테나 변조기는 UWB IR 조회 신호의 후방산란 변조를 통해 추가 태그 데이터를 송신하도록 더 설정될 수 있다.
태그는 UWB IR 조회 신호 및/또는 원격 무선 통신 장치에 의해 송신된 신호들 같은 전송신호들로부터 동작 전력 (operational power)을 얻도록 구성된 파워 모듈을 더 포함할 수 있다.
이 외에, 본 발명은 안테나, 메모리, 클록 복구 모듈, 및 UWB IR 송신기를 포함하는 태그를 제공한다. 안테나는 UWB IR 조회 신호를 수신하도록 된 것이다. 메모리는 최소한 태그 식별자를 저장한다. 클록 복구 모듈은 UWB IR 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 얻도록 되어 있다. UWB IR 송신기는 UWB IR 조회 신호에 응하여 적어도 태그 식별자를 송신하도록 된다. 후방산란 변조의 타이밍은 복수의 클록 펄스들에 기초한다. 또, 이 태그는 UWB IR 송신기에 동작 전력을 공급하는 파워 소스를 포함할 수 있다. 이 파워 소스는 배터리를 포함할 수 있다.
본 발명은 다시 다양한 방법들을 제공한다. 그러한 방법 하나가, 적어도 태그 식별자를 저장하는 단계, UWB IR 조회 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 이 방법은 UWB IR 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 얻는다. 복수의 클록 펄스들에 기반하여, 이 방법은 UWB IR 응답 신호를 통해 적어도 태그 식별자를 송신한다.
또 다른 방법은 UWB IR 조회 신호를 생성하는 단계, 및 조회 신호에 대해 응답하는 무선 주파수 식별 (RFID) 태그로부터 UWB IR 응답 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또 UWB IR 응답 신호로부터 기저대역 응답 시퀀스를 생성하는 단계 역시 포함할 수 있다. 기저대역 응답 시퀀스는 태그 식별자를 포함한다. 또, 기저대역 응답 시퀀스는 태그 데이터를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 다양한 컴퓨터 프로그램 제품들을 제공한다. 예를 들어, 본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품은, (a) 프로세서로 하여금 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호 생성을 일으키게 하는 프로그램 코드; (b) 프로세서로 하여금 응답 시퀀스를 수신하도록 만드는 프로그램 코드를 포함하고, 상기 응답 시퀀스는 조회 신호에 응하는 무선 주파수 식별 (RFID) 태그로부터의 UWB IR 응답 신호에 기반한다.
또 다른 컴퓨터 프로그램 제품은, (a) 프로세서로 하여금 적어도 한 태그 식별자를 저장하게 만드는 프로그램 코드, (b) 프로세서로 하여금 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 얻도록 만드는 프로그램 코드, 및 (c) 프로세서로 하여금 UWB IR 응답 신호를 통해 상기 적어도 한 태그 식별자의 전송을 일으키게 하는 프로그램 코드를 포함한다.
본 발명의 특징들과 이점들은 이하의 설명과 첨부된 도면으로부터 자명하게 될 것이다.
본 발명은 무선 주파수 식별을 수행하기 위한 기술을 제공한다.
도면에서, 같은 참조 번호는 일반적으로 동일하거나, 기능적으로 유사하거나, 구조적으로 유사한 구성요소들을 가리킨다. 한 구성요소가 처음에 나타나는 도면은 참조 번호의 맨 왼쪽 자릿수에 표시된다. 본 발명은 이하의 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 전형적인 UWB 스펙트럼 마스크에 대한 도면이다;
도 2는 전형적인 UWB 트랜시버의 블록도이다;
도 3은 전형적 RFID 시스템도이다;
도 4는 종래의 RFID 리더 구성에 대한 도면이다;
도 5는 종래의 RFID 태그구성에 대한 도면이다;
도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예들에 따른 전형적 UWB 클록 펄스들에 대한 도면들이다;
도 7은 클록 펄스들 및 태그 전송들 간 관계를 예시한 도면이다;
도 8은 조회 신호 및 수동 태그의 동작 전압 간 전형적 관계를 보인 도면이다;
도 9는 리더가 아닌 장치로부터의 전파들을 통해 동작 전력을 수신하는 수동 태그를 보인 도면이다;
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른, 리더의 블록도이다;
도 11 및 12는 본 발명의 실시예들에 따른, 태그 구성의 블록도들이다;
도 13 및 14는 본 발명의 실시예들에 따른, 동작 흐름도들이다.
I. UWB 전송
상술한 바와 같이, 현재의 FCC 규정은 3.1 및 10.6 GHz 사이의 주파수 대역 안에서의 UWB 통신을 허용한다. 도 1은 이러한 요건에 부응하는 UWB IR 신호들에 대한 전형적 스펙트럼 마스크(100)를 예시하고 있다. 이 마스크는 그러한 신호들의 생성시 사용될 수 있다. 특히, 도 1은 파워 축(102)과 주파수 축(104)을 포함하는 그래프이다. 이 그래프에서, 스펙트럼 마스크(100)는, 축 102를 따라 그려진 유효 등방 복사 전력 (EIRP, effective isotropic radiated power)과, 축 104를 따라 그려진 기가헤르츠 단위 주파수 사이의 관계로서 표현된다.
도 2는 전형적 UWB 트랜시버의 블록도이다. 이 트랜시버는 수신부(202), 송신부(204), 송수신 스위치(206), 밴드 패스 필터(208), 및 안테나(210)를 포함한다.
안테나(210)는 리모트 장치들과 무선 UWB 신호들을 교환한다. 예를 들어, 도 2는 들어오는 무선 UWB 신호(230)를 수신하고, 나가는 무선 UWB 신호(248)를 송신하는 안테나(210)를 보이고 있다.
밴드 패스 필터(208)는 UWB 통신에 할당된 스펙트럼 외부에 있는 신호 에너지를 제거하도록 구성된다. 예를 들어, 밴드 패스 필터9208)는 3.1 GHz와 10.6 GHz 사이에 있지 않은 에너지를 필터링할 수 있다. 이러한 필터링은 들어오고 나가는 전송들 모두에 대해 수행될 수 있다.
도 2는 스위치(206)가 제1세팅 (Rx로 보여짐) 및 제2세팅 (Tx로 보여짐)을 가진 것을 보인다. 제1세팅은 UWB 전송신호의 수신을 허용하며, 제2세팅은 UWB 전송신호의 송신을 가능하게 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수신부(202)는 저잡음 증폭기 (LNA)(212), 믹서(214), 템플릿 생성기(216), 적분기(218), 샘플 앤 홀드 (sample and hold) 모듈(220), 아날로그-디지털 컨버터 (ADC)(222)를 포함한다. 그에 따라, 스위치(206)가 제1세팅 (Rx)에 있게 될 때, LAN(212)가 (스위치(206)을 통해) 밴드 패스 필터(208)로부터 필터링된 UWB 신호를 수신한다. 이 신호로부터, LAN(212)는 증폭된 UWB 신호를 생성하고, 그 결과가 믹서(214)로 보내진다.
믹서(214)는 증폭된 UWB 신호를 템플릿 생성기(216)에 의해 생성된 템플릿과 믹싱한다. 이 템플릿은 시스템에서 사용되는 임펄스 파형에 기반한다. 그에 따라, 믹서(214)는 전자기 에너지에서 임펄스들을 식별하도록 동작한다. 적분기(218)가 믹서(214)의 출력을 적분하여 결정값을 생성하고, 그 결정값이 ADC(222)를 통해 디지털 값으로 변환된다. 결국, ADC(222)는 디지털 심볼들의 스트림을 출력할 수 있다.
반대로, 스위치(206)가 제2세팅(Tx)에 있게 될 때, UWB 임펄스들은 송신부(204) 내 임펄스 생성기로부터 밴드 패스 필터(208)로 보내진다. 이 임펄스들은 어떤 심볼 소스 (미도시)로부터 수신되는 심볼들에 기초한다. 밴드 패스 필터(206)는 이들 임펄스들을 필터링하여 UWB 신호(248)로서의 무선 송신을 위해 안테나(210)로 보낸다.
II. 무선 주파수 식별
도 3은 RFID 리더(302) 및 복수의 RFID 태그들(304)을 포함하는 RFID 시스템의 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, RFID 리더(302)가 조회 (interrogation) 신호(320)를 생성해 송신한다. 이 신호는 하나 이상의 태그들(304)에 의해 수신된다. 그에 따라, 조회 신호(320)를 수신한 각 태그(304)가, 리더(302)에게 보내질 대응하는 응답 신호를 생성한다. 예를 들어, 도 3은 응답 신호(322)를 생성하는 태그(304c)를 보인다. 응답 신호(322)는 적어도 태그 식별 정보 (가령 태그 ID 넘버)를 포함한다. 그 외에, 응답 신호(322)는 가령 태그의 위치나 환경에 고유한 데이터 같은 다른 정보를 포함할 수도 있다.
리더는, 수신 태그들에 대해 리더에 다시 전송하기 위한 (즉, 응답 신호들의 전송을 위한) 가이드를 제공하는 클록 펄스들의 형식으로 된 조회 신호들을 송신할 수 있다. 그 응답 신호들은 조회 신호들의 후방산란 반사신호들(backscatter reflections)을 개입시킬 수 있다. 이러한 후반산란 반사신호의 예들이 도 7을 참조해 이하에서 보다 상세히 설명되고 있다.
통상의 리더 및 태그 구성들이 도 4 및 5에 도시된다. 예를 들어. 도 4는 일반적인 RFID 리더의 구성을 보인 도면이다. 이 구성은 송신기(402), 수신기(404), 증폭기들(406 및 407), 순환기(408), 및 안테나(410)를 포함한다.
송신기(402)는 하나 이상의 RFID 태그들에 전송할 조회 신호들을 생성한다. 이 조회 신호들은 증폭기(406)에 의해 증폭되고, 안테나(410)를 통해 무선으로 송신된다. 수신기(404)는 한 개 이상의 RFID 태그들로부터 응답 신호들을 수신한다. 이러한 응답 신호들은 최초로 안테나(410)에 의해 수신되고 증폭기(407)에 의해 증폭된다. 송신기(402) 및 수신기(404) 모두, 기저대역 데이터로부터 RF 신호들을 생성하고 수신된 RF 신호들로부터 기저대역 데이터를 얻기 위해, 지속적인 캐리어 기반 변조 기술들을 활용한다.
순환기(408)는 송신 및 수신된 신호들 사이의 격리를 지원한다. 특히, 순환기(408)는 증폭기(406)에 의해 출력된 신호들을 송신을 위해 안테나(410)로 보내면서, 이 신호들이 수신기(404)로 보내지지 않게 한다. 또, 순환기(408)는 안테나(410)에 의해 수신된 무선 신호들을, 수신기(404)에 의한 수신을 위해 증폭기(407)로 보내면서, 이 신호들이 증폭기(406)의 출력 단자로 보내지지 않도록 한다.
도 5는 일반적인 RFID 태그의 구성을 보인 도면이다. 이 구성은 안테나(501), 안테나 변조기(502), 파워 모듈(504), 클록(506), 프로세싱 모듈(508), 및 메모리(510)를 포함한다.
안테나 변조기(502)는 임피던스 같은, 안테나(501)의 하나 이상의 특성들을 제어한다. 이것이 태그로 하여금 리더가 발의한 (reader-initiated) 전송신호들을 반사 또는 흡수할 수 있게 한다. 이러한 반사 (reflection)나 흡수 (absorption)가 조회 신호들에 응하여 정보 (즉 바이너리 비트 같은 심볼들)를 전송하는데 이용된다. 안테나 변조기(502)는 그러한 반사나 흡수가 조회 신호들의 특정 부분 (클록 펄스들 같은)에 응해 일어나게 만들 수 있다.
파워 모듈(504)은 태그 구성요소들에 전력을 공급한다. 예를 들어, 파워 모듈(504)은 전자기 전송들로부터 에너지를 거둬들이도록 (코일(들), 정류기(들), 및/또는 커패시터(들) 같은) 전자부품들을 포함할 수 있다. 그 전송에는 리더가 발의한 조회 신호들 및/또는 무선 통신 장치들로부터의 전송들이 포함될 수 있다.
클록(506)은 다른 태그 구성요소들의 동작을 좌지우지하는 타이밍 정보를 제공한다. 예를 들어, 클록(506)은 안테나 변조기(502)가 안테나(501) 임피던스를 가변하는 타이밍을 제어할 수 있다.
프로세싱 모듈(508)은 장치 동작을 제어한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 프로세싱 모듈(508)은 메모리(510)와 결합 되어 있다. 프로세싱 모듈(508)은, 컴퓨터 시스템 같이, 각각이 메모리(510)에 저장된 소프트웨어 명령들을 실행할 수 있는 하나 이상의 마이크로프로세서들로서 구현될 수 있다.
메모리(510)는 데이터 및 소프트웨어 요소들 (여기서는 모듈들이라고도 칭함)의 형식으로 정보를 저장한다. 이 데이터는 태그 ID 및 태그 데이터 같이, 리더들로 전송할 정보를 포함한다. 이 소프트웨어 요소들은 프로세싱 모듈(508)에 의해 실행될 수 있는 명령들을 포함한다. 다양한 타입의 소프트웨어 요소들이 메모리(510)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리(510)는 태그 데이터의 생성을 제어하는 소프트웨어 구성요소들을 저장할 수 있다. 메모리(510)는 램 (RAM), 롬 (ROM), 및/또는 플래시 메모리로서 구성될 수 있다.
태그들은, 여러 개의 클록 펄스들을 가진 조회 신호를 공급하는 리더를 개입시키는 방식으로 그 리더와 정보를 교환할 수 있다. 그에 따라, 태그들이 리더로 정보 (가령, 태그 식별자들 및/또는 데이터)를 전송한다. 이 정보가 리더로 전송되는 방식은 상기 클록 펄스들에 의해 가이드 된다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예들에 따라 리더에 의해 전송될 수 있는 UWB 클록 펄스들의 전형적인 세트를 보인 도면들이다. 특히, 도 6a는 리더 입장에서의 펄스들을 도시한 것이고, 도 6b는 수신(하는) 태그 입장에서의 펄스들을 도시한 것이다. 도 6a를 참조할 때, 리더는 일련의 UWB 펄스들(602)을 생성한다. 가드(guard) 시간(604)이 인접해 송신되는 펄스들(602)를 분리시킨다. 도 6b는 수신된 펄스들(606)을 도시한다. 이들 수신된 펄스들 각각은 송신 펄스(602) 하나에 대응한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 각 수신 펄스(606)는 다중 경로 전파를 통해 야기되는 지연 스프레드 (delay spread)(608)를 가진다.
도 5를 다시 참조하면, 도시된 태그 구조가 파워 모듈(504)을 포함하고 있다. 이 구성요소의 특징은 그 태그의 구조에 기반한다. 수동, 반수동, 그리고 능동과 같은 다양한 태그 구조가 존재한다.
수동(passive) 태그는 자신의 파워를 리더의 조회 신호로부터 수신한다. 반수동(semi-passive) 태그는 리더의 조회 신호로부터 파워를 수신한다는 점에서 수동 태그와 유사하다. 그러나, 반수동 태그는 자체 파워 공급기 (배터리 등)를 포함해 여러 다른 태그 기능들에 대한 에너지를 공급하기도 한다.
수동 및 반수동 태그들의 전력 전송의 예가 도 8의 그래프들에 나와 있다. 그 그래프들은 조회 신호와 수동 태그의 동작 신호 간의 관계를 예시한다. 특히, 도 8은 일련의 펄스들(802)로 이뤄진 조회 신호를 보인다. 정보 전달 이외에, 이 펄스들 각각은 에너지를 전송한다. 그에 따라, 도 8은 각 펄스(802) 수신과 함께 증가하는, 태그 동작 전압(804)을 보인다. 여기서 그 전압은 다음 펄스(802) 수신 때까지 서서히 감쇠 된다. 그러한 변동에도 불구하고, 도 8은 전압(804)이 태그의 최소 필요 동작 전압 (Vmin) 위에서 유지됨을 보인다. 따라서, 태그는 도 8의 상황들 속에서 계속 작동할 수 있다.
다른 대안으로서, 수동 혹은 반수동 태그가 리더가 아닌 한 장치에 의해 발신된 전송신호들로부터 파워를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 도 9는 태그(902)가 리더(904)로부터 조회 신호(920)를 수신하고 리더에 응답(922)을 보내는 것을 보인다. 그러나, 조회 신호(920)를 통해 동작 파워를 수신하는 대신, 태그(902)는 블루투스 라디오 같은 무선 통신 장치(906)로부터 파워를 수신한다. 그러한 장치로부터 파워를 수신하는 것은 수동 태그(902)에 더 안정적인 공급 전압을 제공할 것이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 태그(902)는 도 5의 태그와 구성에 있어 유사하다. 그러나, 태그(902)는 안테나(903)와 결합 된 파워 모듈(504')을 포함한다. 안테나(903)는 장치(906)로부터 전송신호를 수신하고, 파워 생성을 위해 이들을 파워 모듈(504')로 보낸다.
수동 태그나 반수동 태그와는 달리, 능동 태그는 배터리 같은 파워 공급기를 포함하여 태그에 동작 파워를 공급한다. 이 동작 파워는 응답 신호들을 생성해 리더들로 전송하기 위한 파워를 포함한다.
상술한 바와 같이, 태그들 (수동, 반수동, 및 능동)은 클록 펄스들의 형태로 된 조회 신호들을 수신할 수 있다. 이 클록 펄스들은 리더로 다시 응답을 전송하기 위한 가이드를 제공한다. 특히, 리더가 발신한 클록 펄스들이 태그 전송의 타이밍을 제어할 수 있다. 도 7은 리더의 클록 펄스들과 태그의 전송들 간의 전형적 관계를 예시한 도면이다. 이 관계는 수동, 반수동, 및 능동 태그들에 적용될 수 있다.
특히, 도 7은 리더에 의해 전송되는 여러 클록 펄스들(702)을 보인다. 이 펄스들 각각 마다, 수신 태그가 리더로 응답형 정보를 전송할 것이다. 이 응답형 정보는 하나 이상의 심볼들 (바이너리 비트 등)을 전달할 수 있다. 상술한 바와 같이, 태그는 후방산란 반사들을 통해 조회 신호들에 응답할 것이다. 이 반사들은 해당 클록 펄스 (702)의 수신 중에 (안테나 임피던스 같은) 하나 이상의 자신의 특성들을 바꾸거나 변조하는 태그에 의해 일어난다.
예를 들어, 도 7은 여러 반사들(704)을 보인다. 이 반사들 각각이 특정 클록 펄스(702)에 대응한다. 특히, 반사(704a)는 클록 펄스(702a)에 대응하고, 반사(704b)는 클록 펄스(702b)에 대응하며, 반사(704c)는 클록 펄스(702d)에 대응하고, 반사(704d)는 클록 펄스(702g)에 대응한다.
펄스들(702 및 704)은 리더 입장에서 나타낸 것이다. 도 7에 도시된 것과 같이, 각 송신 펄스(702) 및 그 대응 반사(704) 간에 타임 오프셋(706)이 존재한다. 타임 오프셋(706)은 리더와 태그 사이의 전파 지연으로 결정된다. 따라서, 타임 오프셋(706)은 이 장치들 간 거리에 따라 가변한다. 예를 들어, 짧은 거리상에서, 펄스들(702 및 704)은 시간이 겹칠 수 있다.
III. 임펄스 라디오 RFID
본 발명의 실시예들은 RFID 시스템들에 대한 임펄스 라디오를 활용한다. 예를 들어, 조회 신호를 생성하기 위해 짧은 임펄스(들)이 RFID 리더로부터 전송될 수 있다. 그러면, 하나 이상의 태그들이 초광대역 임펄스 라디오 조회 신호를 수신한다. 그 임펄스들 (또는 그 부분들)은 태그(들)에 의해 리더로 선택적으로 반사될 수 있다. 이것이, 정보가 리더로 전송될 수 있게 한다. 이러한 정보의 예들에 태그 식별자들 (가령, 태그 ID 넘버) 및 기타 태그 데이터가 포함된다. 태그들은 임펄스들의 수신 중에 자신들의 파라미터들을 변조함으로써 그러한 반사신호들을 발생할 수 있다. 따라서, 이 반사신호들 역시 UWB 신호들이다.
바람직하게도 본 발명의 실시예들은 리더에서, 송신된 조회 신호와 리더 응답 신호들 사이의 개선된 분리를 지원한다. 이는, UWB 임펄스 라디오가 상대적으로 짧은 듀레이션 (duration) 펄스들을 이용하기 때문이다. 따라서, 송신 및 수신된 펄스들이 시간상에서 쉽게 분리될 수 있다. 그러나, 리더와 태그의 거리가 충분히 짧다면, 리더에서, 전송된 조회 신호들과 리더 응답 신호들이 시간상에 중복될 것이다. 짧은 거리로 인해 송신 및 수신 파워 간 차이가 적기 때문에 이러한 일이 일어나도 신호들의 격리는 큰 문제가 되지 않는다. 따라서, 송신 및 수신 신호들 간 높은 격리가 필요로 되지 않으며 간단한 격리 기술들이 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 장거리 및 단거리 모두에 잘 적용된다. 또, 본 발명의 실시예들은 리더들로 하여금 값비싸고 복잡한 순환기들을 포함할 것을 요하지 않는다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 리더의 블록도이다. 이 리더는 호스트(1002), 제어 인터페이스(1003), 그리고 RFID 모듈(1004)을 포함한다. 도 10에 도시된 바와 같이, RFID 모듈(1004)은 제어기(1006), 송신부(1008), 수신부(1010), 밴드 패스 필터(1012), 그리고 안테나(1014)를 포함한다.
호스트(1002)는 리더를 제어한다. 특히, 호스트(1002)는 제어 인터페이스(1003)를 거쳐 RFID 모듈(1004)로 전송되는 명령들을 발생한다. 그러한 명령들에, RFID 모듈(1004)이 태그 조회문들을 발의하도록 하는 조회 발의 명령이 포함될 수 있다. 또, 호스트(1002)는 제어 인터페이스(1003)를 통해 RFID 모듈(1004)로부터 조회 결과들을 수신할 수 있다. 그 결과들의 예에, 조회된 태그들의 식별자들 (가령, 태그 ID 넘버들) 및 태그 조회를 통해 수신된 부가 태그 데이터가 포함된다.
RFID 모듈(1004)이 호스트(1002)로부터 수신하는 명령들은 제어기(1006)에 의해 다뤄진다. 제어기(1006)는 RFID 모듈(1004)의 일반적인 동작을 처리한다. 여기에는 송신부(1008) 및 수신부(1010)를 제어하는 것이 포함된다. 제어기(1006)는 각각이, 메모리(1007)에 저장된 소프트웨어 명령들 (컴퓨터 프로그램 제품)을 실행할 수 있는 하나 이상의 프로세서들 (가령, 마이크로프로세서(들) 및/또는 마이크로콘트롤러(들))을 가지고 구현될 수 있다. 그에 따라, 제어기(1006)는 컴퓨터 시스템 같은 도 10의 다른 구성요소들과 함께 동작할 수 있다.
명령어들을 저장하는 것 외에, 메모리(1007)는 소정의 기저대역 태그 조회 시퀀스 같이, 태그들로 전송할 정보를 포함할 수 있다. 또, 메모리(1007)는 태그 식별자들과 수반되는 태그 데이터 같은, 태그들로부터 수신된 정보를 포함할 수 있다. 조회 완료시, 그 수신 정보가 제어 인터페이스(1003)를 통해 호스트(1002)로 전달될 수 있다.
메모리(1007)는 프로세서(들)에 온보드 (onboard)될 수 있다. 이와 달리, 혹은 부가적으로, 메모리(1007)가 별도의 저장 매체를 포함할 수도 있다. 그러한 별도의 매체는 가령 컴퓨터 시스템 버스에 의해 프로세서(들)과 결합될 수 있다. 메모리(1007)는 램 (RAM), 롬 (ROM), 및/또는 플래시 메모리로 구현될 수 있다.
호스트(1002)로부터의 지령에 응하여, 제어기(1006)는 디지털 기저대역 조회 시퀀스를 생성해 RFID 조회를 발의할 수 있다. 그 시퀀스는 태그 조회 중에 사용되는 하나 이상의 소정 심볼들 (가령, 비트들)을 포함한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 송신부(1008)는 디지털-아날로그 컨버터 (DAC)(1016), 임펄스 생성기(1018), 및 파워 증폭기(1020)를 포함한다. DAC(1016)는 제어기(1006)로부터 기저대역 시퀀스를 수신하고, 임펄스 생성기(1018)로 보내는 대응되는 기저대역 아날로그 조회 신호를 생성한다. 그 아날로그 신호에 의해 전달된 심볼들에 기초하여, 임펄스 생성기(1018)는 대응하는 UWB IR 변조 신호를 생성하며, 그 신호는 하나 이상의 임펄스 파형들을 포함한다. 일반적인 RFID 리더들에서의 변조 신호 생성과는 달리, 상기 임펄스 파형들의 생성은 지속적인 캐리어 기반 기술들을 이용하지 않는다.
파워 증폭기(1020)의 이용은 옵션사항이다. 그러나, 원하는 경우, 파워 증폭기(1020)는 변조 신호가 밴드 패스 필터(1012)로 보내지기 전에 그 변조 신호의 파워를 높이기 위해 사용될 수 있다. 밴드 패스 필터(1012)는 UWB 통신에 할당된 스펙트럼 바깥에 있는 변조 신호의 에너지를 필터링 하여 버린다. 예를 들어, 밴드 패스 필터(1012)는 3.1 GHz 및 10.6 GHz 사이의 있지 않은 에너지를 필터링해 제거할 수 있다. 그에 따라, 밴드 패스 필터(1012)는 필터링된 UWB 신호를 무선 전송할 안테나(1014)로 보낸다.
또, 밴드 패스 필터(1012)는 안테나(1014)로부터 어떤 태그에 의해 발신된 (가령, 후방산란된) UWB 신호를 수신한다. 밴드 패스 필터(1012)는 이 신호를 필터링하여 그것을 수신부(1010)로 보낸다. 도 10에 도시된 바와 같이, 수신부(1010)는 저잡음 증폭기 (LNA)(1022), 믹서(1024), 적분기(1025), 템플릿 생성기(1026), 샘플 앤 홀드 모듈(1027), 및 아날로그-디지털 컨버터 (ADC)(1028)를 포함한다.
LNA(1022)는 수신된 신호를 증폭해 믹서(1024)로 보내고, 믹서는 그 수신된 신호를 템플릿 생성기(1026)에 의해 생성된 템플릿과 믹싱한다. 그 템플릿은 시스템에서 사용되는 임펄스 파형을 식별하도록 동작한다. 그에 따라, 믹서(1024)는 전자기 에너지로부터 임펄스들을 식별하도록 동작한다. 적분기(1025)가 믹서(1024)의 출력을 누적하여 아날로그 값들을 생성한다. 샘플 앤 홀드 모듈(1027)이 그 값들을 수신하여 결정 값들을 생성한다. 그 결정 값들은 ADC(1028)에 의해 디지털 심볼들로 변환된다. 송신부(1008)처럼, 수신부(1007)는 이러한 디지털 신호들을 얻는데 지속적인 캐리어 기반 기술들에 의존하지 않는다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 태그 구성의 블록도이다. 이 구성은 안테나(1101), 안테나 변조기(1102), 파워 모듈(1104), 클록 복구 모듈(1106), 프로세싱 모듈(1108), 및 메모리(1110)를 포함한다.
안테나 변조기(1102)는 임피던스 같은 안테나(1101)의 하나 이상의 특성들을 제어한다. 이것이 태그로 하여금 리더가 발의한 전송신호들을 반사 또는 흡수할 수 있게 한다. 그러한 반사나 흡수는 조회 신호들에 응하여 정보 (가령, 바이너리 비트들 같은 심볼들)를 전달하는데 사용된다. 안테나 변조기(1102)는 상기 반사 및 흡수들이 조회 신호들의 특정 부분 (클록 펄스들 등)에 응해 발생하게 할 수 있다. 그에 따라, 안테나 변조기는 안테나(1101)의 임피던스를 가변할 전자회로 구성을 포함할 수 있다. 실시예들에서, 그러한 가변은 프로세싱 모듈(1108)로부터 수신된 명령들에 응하여 수행된다.
파워 모듈(1104)은 태그 구성요소들로 전력을 제공한다. 예를 들어, 파워 모듈(1104)은 전자기 전송들로부터 에너지를 거둬들이기 위한 전자회로 구성들 (코일(들), 정류기(들), 및/또는 커패시터(들))을 포함할 수 있다. 그러한 전송신호들에는 리더가 발의한 조회 신호들 및/또는 무선 통신 장치들로부터의 전송신호들이 포함될 수 있다. 다른 대안적 구성에서, 파워 모듈(1104)은 배터리 같은 파워 공급기를 포함하여, 태그에 그 동작 파워의 일부나 전부를 공급하도록 한다. 그에 따라, 이러한 태그는 수동, 반수동, 또는 능동 구조들에 따라 구현될 수 있다.
클록 복구 모듈(1106)은 리더로부터 수신된 펄스들 (즉, 조회 신호(들))에 기초해 타이밍 정보를 생성한다. 그에 따라, 클록 복구 모듈(1106)은 UWB IR 수신기를 포함할 수 있다. 이 수신기는 수신부(1010)나, 관련 분야(들)의 당업자들에게 자명한 방법을 통해 구현될 수 있다.
이러한 타이밍 정보가 다른 태그 구성요소들의 기능을 좌지우지한다. 예를 들어, 클록 복구 모듈(1106)은 안테나 변조기(1102)가 안테나(1101)의 임피던스를 가변하는 타이밍을 제어한다. 이것은 프로세싱 모듈(1108)을 통해 이행될 수 있다.
프로세싱 모듈(1108)은 장치 동작을 제어한다. 여기에는 클록 복구 모듈(1106)로부터 수신된 정보에 기초해 안테나 변조기(1102)의 타이밍 및 후방산란 동작을 제어하는 일이 포함된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 프로세싱 모듈(1108)은 메모리(1110)와 결합되어 있다. 프로세싱 모듈(1108)은, 각각이 메모리(1110)에 저장된 소프트웨어 명령들 (컴퓨터 프로그램 제품)을 실행할 수 있는 하나 이상의 마이크로프로세서들로 구현될 수 있다. 그에 따라, 프로세싱 모듈은 컴퓨터 시스템인 다른 태그 구성요소들과 협력할 수 있다. 그와 다르게, 프로세싱 모듈(1108)이 전용 로직 (가령, 상태 머신)으로 구현될 수도 있다.
메모리(1110)는 데이터 및 소프트웨어 구성요소들 (여기서 모듈들이라고도 칭함)의 형태로 정보를 저장한다. 그 데이터에는 태그 ID 및 태그 데이터 같이, 리더들로 전송할 정보가 포함된다. 그러한 소프트웨어 구성요소들에는 프로세싱 모듈(1108)에 의해 실행될 수 있는 명령어들이 포함된다. 다양한 타입의 소프트웨어 구성요소들이 메모리(1110)에 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리(1110)는 태그 데이터의 생성을 제어하는 소프트웨어 구성요소들을 저장할 수 있다. 메모리(1110)는 램 (RAM), 롬 (ROM), 및/또는 플래시 메모리로 구현될 수 있다.
또, 메모리(1110)에 의해 저장된 정보 (가령, 데이터 및/또는 소프트웨어 구성요소들)는 리더로부터 수신될 수 있다. 이것은 리더에 의해 수신된 쓰기 명령의 형태가 될 것이다. 그러한 명령들은 클록 복구 모듈(1106)과 연계하여 작동하는 프로세싱 모듈(1108)에 의해 처리될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 RFID 태그는 능동 구조들을 활용할 수 있다. 도 12는 그러한 태그의 전형적 구성을 예시한 도면이다. 이 태그는 도 11의 태그 구성과 유사하다. 그러나, 파워 모듈(1104)이 배터리 같은 파워 소스(1202)로 대체된다. 또, 안테나 변조기(1102)가 UWB IR 송신기(1204)로 대체된다. 도 11의 태그처럼, 도 12의 태그는 조회 신호들에 대해 그들의 펄스 타이밍에 기초해 응답한다. 그러나, 도 12의 태그는 조회 신호들에 응하기 위해 UWB IR 펄스들을 생성한다 (그러나 후방산란 반사신호들을 생성하지 않는다). 실시예들에서, UWB IR 송신기(1204)는 송신부(1008)로서 구현되거나 관련 기술(들)의 당업자들에게 자명한 방식들을 통해 구현될 수 있다.
IV. 동작
도 13은 본 발명의 실시예들에 따른 동작을 보인 흐름도이다. 이 동작은 도 10의 리더 같은 리더들에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 이 동작이 다른 리더들에 의해 이용될 수도 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 리더가 UWB IR 조회 신호를 생성한다 (1302 단계). 여기 나타낸 바와 같이, 이 조회 신호는 기저대역 조회 시퀀스로부터 생성될 수 있다.
리더는 그 조회 신호에 응하여 RFID 태그로부터 UWB IR 응답 신호를 수신한다 (1304 단계). 기저대역 응답 시퀀스가 UWB IR 응답 신호로부터 생성된다. 이 응답 시퀀스는 태그 식별자를 포함할 수 있다. 또, 그 기저대역 응답 시퀀스는부가적 태그 데이터를 포함할 수 있다.
*도 14는 도 11 및 12의 태그들 같은 한 태그의 동작을 보인 흐름도이다. 그러나, 이 동작은 다른 태그들에 의해 수행될 수도 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 이 동작은, 태그가 적어도 한 태그 tlruqf자를 저장하는 단계 (1402 단계)를 포함한다. 태그는 부가 태그 데이터를 더 저장할 수 있다 (1404 단계).
태그는 UWB IR 조회 신호를 수신한다 (1406 단계). 이 신호로부터, 태그는 복수의 클록 펄스들을 얻는다 (1408 단계).
태그는 UWB IR 응답 신호에 태그 식별자 및 옵션으로서 어떤 저장된 태그 데이터를 송신한다 (1410 단계). 이 신호의 타이밍은 상기 복수의 클록 펄스들에 기반할 수 있다. 실시예들에서, 1410 단계는 UWB IR 조회 신호에 대해 후방산란 변조를 수행하는 단계를 포함한다.
태그는 수신된 무선 신호들로부터 동작 전력을 수신한다 (1412 단계). 이 신호들에는 UWB IR 조회 신호 및/또는 원격 무선 통신 장치에 의해 전송되는 신호들을 포함할 수 있다.
V. 결론
본 발명의 실시예들이 위에서 기술되었으나, 이들은 단지 예로서만 제시된 것으로 한정을 위한 것이 아님을 알아야 한다. 따라서, 이 기술 분야의 당업자라면 본 발명의 개념 및 범위에서 벗어나지 않고 다양한 변형이 이뤄질 수 있다는 것을 잘 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명은 FCC에 의해 현재 규정된 주파수대 및 에너지 요건들에만 국한되지 않는다.
따라서, 본 발명의 폭과 범위는 상술한 전형적 실시에들 중 어느 하나에 국한되어서는 안되며, 이어지는 청구항들 및 이들과 등치되는 것들에 의해서만 규정될 수 있다.

Claims (38)

  1. 초광대역 (UWB, ultra wideband) 임펄스 라디오 (IR) 조회 (interrogation) 신호를 생성하도록 된 송신부; 및
    조회 신호에 반응한 수동 무선 주파수 식별 (RFID) 디바이스로부터 UWB IR 응답 신호를 수신하도록 된 수신부를 포함하고,
    상기 UWB IR 응답 신호는 복수의 UWB IR 응답 펄스들을 포함하며,
    상기 송신부는, 상기 수동 RFID 디바이스로 하여금 UWB IR 클록 복구 모듈을 사용하여 정보를 상기 수신부로 회송하도록 가이드하는데 사용되는 복수의 UWB IR 클록 펄스들을 송신하고,
    송신된 UWB IR 펄스들과 수신된 UWB IR 응답 펄스들의 분리를 지원하고 상기 수동 RFID 디바이스에서의 동작 전압을 유지하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 복수의 UWB IR 클록 펄스들의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    기저대역 조회 시퀀스를 생성하도록 된 제어기를 더 포함하고,
    상기 송신부는 기저대역 조회 시퀀스로부터 UWB IR 조회 신호를 생성하도록 추가로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 송신부는,
    기저대역 조회 시퀀스를 기저대역 아날로그 조회 신호로 변환하는 디지털-아날로그 컨버터 (DAC); 및
    기저대역 아날로그 조회 신호를 UWB 조회 신호로 변환하도록 된 임펄스 생성기를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 송신부는 UWB 조회 신호를 증폭하도록 된 증폭기를 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 수신부는 UWB 응답 신호로부터 기저대역 응답 시퀀스를 생성하도록 추가로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 수신부는,
    임펄스 템플릿(template) 신호를 생성하도록 된 템플릿 생성기; 및
    UWB 응답 신호 및 임펄스 템플릿 신호로부터 기저대역 아날로그 신호를 생성하도록 된 믹서를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수신부는 증폭기를 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 디바이스는 RFID 태그이고 상기 기저대역 응답 시퀀스는 태그 식별자를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 기저대역 응답 시퀀스는 태그 데이터를 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  10. 제2항에 있어서, 호스트를 더 포함하고,
    상기 호스트는 인터페이스를 거쳐 제어기로 조회 발의 (initiate interrogation) 명령을 전송하도록 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    UWB IR 조회 신호를 무선 전송하는 안테나를 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  12. 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호를 수신하도록 된 안테나;
    적어도 디바이스 식별자를 저장하는 메모리;
    UWB IR 조회 신호로부터 동작 전압을 수동적으로 얻는 전력 모듈;
    UWB IR 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 구하도록 구성되는 UWB IR 수신기를 포함하는 클록 복구 모듈; 및
    UWB IR 조회 신호의 후방산란 (backscatter) 변조를 통해 적어도 디바이스 식별자를 전송하도록 구성된 안테나 변조기를 포함하고,
    상기 후방산란 변조의 타이밍은 복수의 클록 펄스들에 기반하며,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하고 상기 동작 전압을 최소 필요 동작 전압 위에서 유지하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 신호의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 디바이스는 RFID 태그이고 상기 메모리는 부가적 태그 데이터를 더 저장하고, 상기 안테나 변조기는 UWB IR 조회 신호의 후방산란 변조를 통해 부가적 태그 데이터를 전송하도록 추가로 구성되고, 상기 후방산란 변조의 타이밍은 복수의 클록 펄스들에 기초함을 특징으로 하는 디바이스.
  14. 제12항에 있어서,
    UWB IR 조회 신호로부터 동작 전력을 얻도록 구성된 파워 모듈을 더 포함함을 특징으로 하는 디바이스.
  15. 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호를 수신하도록 된 안테나;
    적어도 디바이스 식별자를 저장하는 메모리;
    UWB IR 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 구하도록 구성되는 UWB IR 수신기를 포함하는 클록 복구 모듈;
    UWB IR 조회 신호의 후방산란 (backscatter) 변조를 통해 적어도 디바이스 식별자를 전송하도록 구성된 안테나 변조기; 및
    원격 무선 통신 장치에 의해 전송되는 신호들로부터 동작 전압을 수동적으로 얻도록 구성된 전력 모듈을 포함하고,
    상기 후방산란 변조의 타이밍은 복수의 클록 펄스들에 기반하고,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하고 상기 동작 전압을 최소 필요 동작 전압 위에서 유지하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 신호의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 디바이스.
  16. 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호를 수신하도록 된 안테나;
    적어도 디바이스 식별자를 저장하는 메모리;
    상기 UWB IR 조회 신호로부터 동작 전압을 수동적으로 얻는 전력 모듈;
    UWB IR 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 얻도록 구성된 클록 복구 모듈; 및
    UWB IR 조회 신호에 응하여 적어도 디바이스 식별자를 송신하는 UWB IR 송신기를 포함하고,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하고 상기 동작 전압을 최소 필요 동작 전압 위에서 유지하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 신호의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 디바이스.
  17. 제16항에 있어서,
    UWB IR 송신기로 동작 전력을 공급하도록 구성된 파워 소스를 더 포함함을 특징으로 하는 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 상기 파워 소스는 배터리를 포함함을 특징으로 하는 디바이스.
  19. (a) 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호를 생성하는 단계; 및
    (b) 상기 조회 신호에 응한 수동 무선 주파수 식별 (RFID) 디바이스로부터 UWB IR 응답 신호를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 UWB IR 응답 신호는 복수의 UWB IR 응답 펄스들을 포함하며,
    상기 생성 단계는, 상기 수동 RFID 디바이스로 하여금 UWB IR 클록 복구 모듈을 사용하여 응답 신호를 회송하도록 가이드하는데 사용되는 복수의 UWB IR 클록 펄스들을 송신하는 단계를 포함하고,
    송신된 UWB IR 펄스들과 수신된 UWB IR 응답 펄스들의 분리를 지원하고 상기 수동 RFID 디바이스에서의 동작 전압을 유지하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 복수의 UWB IR 클록 펄스들의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 (a) 단계는 기저대역 조회 시퀀스로부터 UWB IR 조회 신호를 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    UWB IR 응답 신호로부터 기저대역 응답 시퀀스를 생성하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 디바이스는 RFID 태그이고 상기 기저대역 응답 시퀀스는 태그 식별자를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 기저대역 응답 시퀀스는 태그 데이터를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  24. (a) 적어도 디바이스 식별자를 저장하는 단계;
    (b) 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호를 수신하는 단계;
    (c) 상기 UWB IR 조회 신호로부터 동작 전압을 수동적으로 얻는 단계;
    (d) UWB IR 수신기를 포함하는 클록 복구 모듈을 이용하여 UWB IR 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 얻는 단계; 및
    (e) UWB IR 응답 신호를 통해 적어도 디바이스 식별자를 송신하는 단계를 포함하고,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하고 상기 동작 전압을 유지하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 신호의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 UWB IR 응답 신호의 타이밍은 복수의 클록 펄스들에 기반함을 특징으로 하는 방법.
  26. 제24항에 있어서, 상기 (e) 단계는 UWB IR 조회 신호에 대해 후방산란 변조를 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 디바이스는 RFID 태그이고,
    부가적 태그 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (e) 단계는 UWB IR 응답 신호를 통해 부가적 태그 데이터를 송신하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  28. 제24항에 있어서,
    UWB IR 조회 신호로부터 동작 전력을 얻는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  29. (a) 적어도 디바이스 식별자를 저장하는 단계;
    (b) 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호를 수신하는 단계;
    (c) UWB IR 수신기를 포함하는 클록 복구 모듈을 이용하여 UWB IR 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 얻는 단계;
    (d) UWB IR 응답 신호를 통해 적어도 디바이스 식별자를 송신하는 단계; 및
    (e) 원격 무선 통신 장치를 통해 송신된 신호들로부터 동작 전압을 수동적으로 얻는 단계를 포함하고,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하고 상기 동작 전압을 유지하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 펄스들의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 컴퓨터 시스템 내 프로세서가 하나 이상의 디바이스들을 조회할 수 있게 하는 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터로 독출가능한 기록매체에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 프로세서로 하여금 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호의 생성을 일으키도록 하는 단계; 및
    상기 프로세서로 하여금 응답 시퀀스를 수신할 수 있도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 응답 시퀀스는 조회 신호에 응하는 수동 무선 주파수 식별 (RFID) 디바이스로부터의 UWB IR 응답 신호에 기초하고,
    상기 UWB IR 응답 신호는 복수의 UWB IR 응답 펄스들을 포함하며,
    상기 조회 신호의 생성은, 상기 수동 RFID 디바이스로 하여금 UWB IR 클록 복구 모듈을 사용하여 상기 응답 신호를 회송하도록 가이드하는데 사용되는 복수의 UWB IR 클록 펄스들을 송신하는 것을 포함하고,
    송신된 UWB IR 펄스들과 수신된 UWB IR 응답 펄스들의 분리를 지원하고 상기 수동 RFID 디바이스에서의 동작 전압을 유지하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 복수의 UWB IR 클록 펄스들의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 독출가능한 기록매체.
  31. 컴퓨터 시스템 내 프로세서가 조회 신호들을 처리할 수 있게 하는 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터로 독출가능한 기록매체에 있어서,
    상기 방법은,
    프로세서로 하여금 적어도 디바이스 식별자를 저장할 수 있도록 하는 단계;
    프로세서로 하여금 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호로부터 수동적으로 얻어진 동작 전압을 사용하도록 하는 단계;
    프로세서로 하여금, UWB IR 수신기를 포함하는 클록 복구 모듈을 이용하여 초광대역 (UWB) 임펄스 라디오 (IR) 조회 신호로부터 복수의 클록 펄스들을 얻도록 하는 단계; 및
    프로세서로 하여금, UWB IR 응답 신호를 통한 적어도 디바이스 식별자의 전송을 일으키도록 하는 단계를 포함하고,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하고 상기 동작 전압을 유지하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 신호의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 독출가능한 기록매체.
  32. 무선 주파수 식별 (RFID) 설정 통신 장치의 방법에 있어서,
    (a) RFID 조회 모듈을 사용하여 수동 무선 주파수 식별 RFID 디바이스에 전송할 조회 신호를 생성하는 단계;
    (b) 통신할 수동 RFID 디바이스에 전력을 공급하도록, RFID 조회 모듈과 다른 무선 모듈에 의해 생성되는 무선 신호를 생성하는 단계; 및
    (c) 조회 신호에 응하여 수동 RFID 디바이스로부터 응답 신호를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 응답 신호는 복수의 응답 펄스들을 포함하며,
    상기 조회 신호는, 상기 수동 RFID 디바이스로 하여금 클록 복구 모듈을 사용하여 상기 응답 신호로 정보를 회송하도록 가이드하는데 사용되는 복수의 클록 펄스들을 포함하고,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하기 위해, 가드(guard) 시간은 복수의 송신된 클록 펄스들의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 다른 무선 신호로부터 동작 전력을 수신하는 수동 무선 주파수 식별 (RFID) 디바이스에 전송할 조회 신호를 생성하도록 된 제1부; 및
    조회 신호에 응한 수동 RFID 디바이스로부터 응답 신호를 수신하도록 구성된 제2부를 포함하고,
    상기 응답 신호는 복수의 응답 펄스들을 포함하며,
    상기 조회 신호는, 상기 수동 RFID 디바이스로 하여금 클록 복구 모듈을 사용하여 상기 응답 신호로 정보를 회송하도록 가이드하는데 사용되는 복수의 클록 펄스들을 포함하고,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하기 위해, 가드(guard) 시간은 복수의 송신된 클록 펄스들의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 컴퓨터 시스템 내 프로세서가 실행하는 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터로 독출가능한 기록매체에 있어서,
    상기 방법은,
    프로세서로 하여금, 조회 신호와 다른 무선 신호로부터 동작 전력을 수신하는 수동 무선 주파수 식별 (RFID) 디바이스와 통신하기 위한 상기 조회 신호를 생성하게 하는 단계; 및
    프로세서로 하여금 상기 조회 신호에 응답하여 수동 RFID 디바이스로부터 응답 신호를 수신하도록 하는 단계를 포함하고,
    상기 응답 신호는 복수의 응답 펄스들을 포함하며,
    상기 조회 신호는, 상기 수동 RFID 디바이스로 하여금 클록 복구 모듈을 사용하여 상기 응답 신호로 정보를 회송하도록 가이드하는데 사용되는 복수의 클록 펄스들을 포함하고,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하기 위해, 가드(guard) 시간은 복수의 송신된 클록 펄스들의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 컴퓨터로 독출가능한 기록매체.
  35. 수동 무선 주파수 식별 (RFID) 디바이스에 전송할 조회 신호를 생성하도록 구성된 RFID 조회 모듈; 및
    통신할 수동 RFID 디바이스에 전력을 공급하기 위한 무선 신호를 생성하도록 구성되고, RFID 조회 모듈과는 다른 무선 모듈을 포함하고,
    상기 조회 신호는, 상기 수동 RFID 디바이스로 하여금 클록 복구 모듈을 사용하여 응답 신호로 정보를 회송하도록 가이드하는데 사용되는 복수의 클록 펄스들을 포함하며,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하기 위해, 가드(guard) 시간은 복수의 송신된 신호의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 시스템.
  36. 수동 무선 주파수 식별 (RFID) 통신 태그 디바이스의 방법에 있어서,
    (a) 수동 RFID 통신 태그 디바이스에 정보를 저장하는 단계;
    (b) 리딩(reading) 소스로부터 조회 신호를 수신하는 단계;
    (c) 조회 신호와 다른 한 무선 신호로부터 수동 RFID 통신 태그 디바이스에 전력을 공급할 동작 전력을 얻는 단계; 및
    (d) 응답 신호를 통해 상기 저장된 정보의 적어도 일부를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 조회 신호는, 상기 수동 RFID 태그 디바이스로 하여금 클록 복구 모듈을 사용하여 응답 신호로 정보를 회송하도록 가이드하는데 사용되는 복수의 클록 펄스들을 포함하며,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 신호의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 수동 무선 주파수 식별 (RFID) 통신 태그 디바이스에 있어서,
    정보를 저장하도록 된 메모리;
    리딩(reading) 소스로부터 조회 신호를 수신하고, 저장된 정보의 적어도 일부를 응답 신호를 통해 송신하도록 구성된 모듈; 및
    조회 신호와 다른 한 무선 신호로부터 수동 RFID 통신 태그 디바이스에 전력을 공급할 동작 전력을 수동적으로 구하도록 구성된 파워 모듈을 포함하고,
    상기 조회 신호는, 상기 수동 RFID 통신 태그 디바이스로 하여금 클록 복구 모듈을 사용하여 응답 신호로 정보를 회송하도록 가이드하는데 사용되는 복수의 클록 펄스들을 포함하며,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 신호의 인접한 펄스들을 분리시키고,
    상기 가드 시간은 지연 스프레드를 초과하고 UWB IR 펄스들 사이의 거리 보다 작은 것을 특징으로 하는 수동 RFID 통신 태그 디바이스.
  38. 수동 RFID 통신 태그 디바이스 내 프로세서가 조회 신호들을 처리할 수 있게 하는 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 저장한 컴퓨터로 독출가능한 기록매체에 있어서,
    상기 방법은,
    프로세서로 하여금 수동 RFID 통신 태그 디바이스에 정보를 저장할 수 있게 하는 단계;
    프로세서로 하여금 한 리딩 소스로부터 조회 신호를 수신할 수 있게 하는 단계;
    프로세서로 하여금, 조회 신호와 다른 한 무선 신호로부터 수동 RFID 통신 태그 디바이스에 전력을 공급할 동작 전력을 얻도록 하는 단계; 및
    프로세서로 하여금 응답 신호를 통해 상기 저장된 정보의 적어도 일부를 송신하게 하는 단계를 포함하고,
    상기 조회 신호는, 상기 수동 RFID 통신 태그 디바이스로 하여금 클록 복구 모듈을 사용하여 응답 신호로 정보를 회송하도록 가이드하는데 사용되는 복수의 클록 펄스들을 포함하며,
    조회 신호를 송신하는 장치로부터 송신된 펄스들과 조회 신호를 송신하는 장치에 수신된 펄스들의 분리를 지원하기 위해, 가드(guard) 시간은 송신된 신호의 인접한 펄스들을 분리시키고,
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