KR20110007421A - 알에프아이디(ｒｆｉｄ)의 리더 - Google Patents

알에프아이디(ｒｆｉｄ)의 리더 Download PDF

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KR20110007421A
KR20110007421A KR1020090064938A KR20090064938A KR20110007421A KR 20110007421 A KR20110007421 A KR 20110007421A KR 1020090064938 A KR1020090064938 A KR 1020090064938A KR 20090064938 A KR20090064938 A KR 20090064938A KR 20110007421 A KR20110007421 A KR 20110007421A
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Abstract

본 발명에 따른 알에프아이디(RFID)의 리더는 수신부, 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들, 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부, 및 제어부를 포함한다. 수신부는, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호를 입력받아 서로 다른 제1 내지 제4 위상들을 가진 제1 내지 제4 수신 신호들을 발생시킨다. 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들은 수신부로부터의 제1 내지 제4 수신 신호들을 제1 내지 제4 디지털 신호들로 변환시킨다. 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부는, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호가 제1 내지 제4 위상들 중에서 어느 위상에 존재하는지를 판별한다. 제어부는, 서버 장치와 통신하면서 전체적 제어를 수행하고, 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기로부터의 판별 결과 데이터에 따라 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들로부터의 제1 내지 제4 디지털 신호들을 디코딩하며, 디코딩 결과로 얻어진 태그 정보를 서버 장치에 전송한다.
Figure P1020090064938
알에프아이디(RFID), 리더, 수신

Description

알에프아이디(ＲＦＩＤ)의 리더{Reader of RFID}
본 발명은, 알에프아이디(RFID)의 리더에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 알에프아이디(RFID)의 태그와 통신을 수행하는 알에프아이디(RFID)의 리더에 관한 것이다.
도 1은, 일반적인 알에프아이디(RFID)의 리더들(111a 내지 111m) 각각이 복수의 알에프아이디(RFID)의 태그들(121a 내지 121n, 191a 내지 191n)로부터 태그 정보를 수신하여, 통신망(2)을 통하여 서버 장치(3)에 전송하는 알에프아이디(RFID)의 시스템을 보여준다.
여기에서, 알에프아이디(RFID)의 리더들(111a 내지 111m) 각각은, 복수의 알에프아이디(RFID)의 태그들(121a 내지 121n, 191a 내지 191n)에 질의 명령(Query command)을 보내고, 이에 응답하는 어느 한 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 태그 정보 예를 들어, EPC(Electr-Product Code)를 받는다.
여기에서, 종래의 알에프아이디(RFID)의 리더들 각각은 수신부, I-아날로그-디지털 변환기, Q-아날로그-디지털 변환기, 및 제어부를 포함한다.
수신부는, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호를 입력받아 서로 90o(π/2)의 위상차를 가진 I-수신 신호와 Q-수신 신호를 발생시킨다. I-아날로그-디지털 변환기는 수신부로부터의 I-수신 신호를 I-디지털 신호로 변환시킨다. Q-아날로그-디지털 변환기는 수신부로부터의 Q-수신 신호를 Q-디지털 신호로 변환시킨다.
제어부는, 서버 장치와 통신하면서 전체적 제어를 수행하고, I-아날로그-디지털 변환기로부터의 I-디지털 신호와 Q-아날로그-디지털 변환기로부터의 Q-디지털 신호를 처리하여 디코딩하며, 디코딩 결과로 얻어진 태그 정보를 상기 서버 장치에 전송한다.
상기와 같은 종래의 알에프아이디(RFID)의 리더에 의하면, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호의 위상이 I-수신 신호의 위상 또는 Q-수신 신호의 위상과 상당한 차이를 가진 경우, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호를 수신하지 못한다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호의 위상이 I-수신 신호의 위상 또는 Q-수신 신호의 위상과 상당한 차이를 가진 경우에도 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호를 수신할 수 있고, 수신 신호들의 강도를 비교하기 위한 제어부의 내부 구성을 간략화할 수 있는 알에프아이디(RFID)의 리더를 제공하는 것이다.
본 발명은, 알에프아이디(RFID)의 태그와 통신을 수행하는 알에프아이디(RFID)의 리더로서, 수신부, 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들, 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부, 및 제어부를 포함한다.
상기 수신부는, 상기 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호를 입력받아 서로 다른 제1 내지 제4 위상들을 가진 제1 내지 제4 수신 신호들을 발생시킨다.
상기 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들은 상기 수신부로부터의 제1 내지 제4 수신 신호들을 제1 내지 제4 디지털 신호들로 변환시킨다.
상기 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부는, 상기 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호가 상기 제1 내지 제4 위상들 중에서 어느 위상에 존재하는지를 판별한다.
상기 제어부는, 서버 장치와 통신하면서 전체적 제어를 수행하고, 상기 위상 편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기로부터의 판별 결과 데이터에 따라 상기 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들로부터의 제1 내지 제4 디지털 신호들을 디코딩하며, 디코딩 결과로 얻어진 태그 정보를 상기 서버 장치에 전송한다.
본 발명의 상기 알에프아이디(RFID)의 리더에 의하면, 상기 서로 다른 제1 내지 제4 위상들을 가진 제1 내지 제4 수신 신호들이 상기 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기로부터의 판별 결과 데이터에 따라 디코딩된다.
따라서, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호의 위상이 I-수신 신호의 위상 또는 Q-수신 신호의 위상과 상당한 차이를 가진 경우에도 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호가 수신될 수 있다.
또한, 상기 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기가 이용됨에 따라, 상기 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호가 상기 제1 내지 제4 위상들 중에서 어느 위상에 존재하는지 쉽게 판별될 수 있다. 따라서, 상기 제1 내지 제4 수신 신호들의 강도를 비교하기 위한 제어부의 내부 구성이 간략화될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 알에프아이디(RFID)의 리더는, 알에프아이디(RFID)의 태그와 통신을 수행하는 것으로서, 송수신 안테나(21), 서큘레이터(circulator, 22), 수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d), 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들(265a 내지 265d), 위상편이변조(PSK: Phase Shift Keying)의 복조부(27), 제어부(24), 송신부(251 내지 256) 및 발진부(23)를 포함한 다.
수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d)는, 알에프아이디(RFID)의 태그, 송수신 안테나(21) 및 서큘레이터(circulator, 22)로부터의 수신 신호를 입력받아, 서로 다른 제1 내지 제4 위상들을 가진 제1 내지 제4 수신 신호들(Saa 내지 Sad)을 발생시킨다.
본 실시예의 경우, 수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d)로부터의 제1 내지 제4 수신 신호들(Saa, Sab, Sac 및 Sad)에 있어서, 제2 수신 신호(Sab)의 위상이 제1 수신 신호(Saa)의 위상보다 45o(π/4) 앞선다. 제3 수신 신호(Sac)의 위상은 제2 수신 신호(Sab)의 위상보다 45o(π/4) 앞선다. 제4 수신 신호(Sad)의 위상은 제3 수신 신호(Sac)의 위상보다 45o(π/4) 앞선다.
제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들(265a 내지 265d)은 수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d)로부터의 제1 내지 제4 수신 신호들을 제1 내지 제4 디지털 신호들(Sca 내지 Scd)로 변환시킨다.
위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부(27)는, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호가 제1 내지 제4 위상들 중에서 어느 위상에 존재하는지를 판별한다.
본 실시예의 경우, 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부(27)는, 360o(2π)를 45o(π/4) 간격으로 8 등분하되, 0o, 45o(π/4), 90o(π/2), 및 135o(3π /2)의 4 위상들을 사용하는 4/8 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부이다. 여기에서, 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부(27)는, 수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d) 내의 밸룬(BALUN : BALance to UNbalance Transformer, 261)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)를 입력받아, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호가 제1 내지 제4 위상들 중에서 어느 위상에 존재하는지를 판별한다.
제어부(24)는, 서버 장치(도 1의 3 참조)와 통신하면서 전체적 제어 신호들(Scon)을 발생시키면서 전체적 제어를 수행하고, 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기(27)로부터의 판별 결과 데이터(Dcs)에 따라 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들(265a 내지 265d)로부터의 제1 내지 제4 디지털 신호들(Sca 내지 Scd)을 디코딩하며, 디코딩 결과로 얻어진 태그 정보(Dsen)를 서버 장치에 전송한다.
수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d), 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들(265a 내지 265d), 위상편이변조(PSK: Phase Shift Keying)의 복조부(27), 및 제어부(24)에 의하면, 서로 다른 제1 내지 제4 위상들을 가진 제1 내지 제4 수신 신호들(Sca 내지 Scd)이 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기(27)로부터의 판별 결과 데이터(Dcs)에 따라 디코딩된다.
따라서, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호의 위상이 I-수신 신호의 위상 또는 Q-수신 신호의 위상과 상당한 차이를 가진 경우에도 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호가 수신될 수 있다.
또한, 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기(27)가 이용됨에 따라, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호가 제1 내지 제4 위상들 중에서 어느 위상에 존재하는지 쉽게 판별될 수 있다. 따라서, 제1 내지 제4 수신 신호들(Sca 내지 Scd)의 강도를 비교하기 위한 제어부(24)의 내부 구성이 간략화될 수 있다.
이하에서, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 알에프아이디(RFID)의 리더가 보다 구체적으로 설명된다.
송신부(251 내지 256)는 제어부(24)로부터의 송신 신호 즉, 태그 명령 데이터를 알에프아이디(RFID)의 태그로 전송한다.
발진부(23)는, 제어부(24)로부터의 제어 신호(Scon)에 따라 주파수 호핑(hopping)을 위하여 가변적 주파수의 발진 신호(Mfc)를 발생시키고, 발생된 발진 신호(Mfc)를 수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d), 4/8 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부(27), 및 송신부(251 내지 256)에 제공한다.
송신부(251 내지 256)는 디지털-아날로그 변환기(251), 기저 주파수용 필터(252), 기저 주파수용 증폭기(253), 상향 믹서(Up-mixer, 254), 무선 주파수용 증폭기(255), 및 전력 증폭기(256)를 포함한다.
디지털-아날로그 변환기(251)는 제어부(24)로부터의 태그 명령 데이터(Sdt)를 아날로그 신호(Sat)로 변환시킨다.
기저 주파수용 필터(252)는 디지털-아날로그 변환기(251)로부터의 송신 신호(Sat)의 노이즈를 제거하기 위하여 기저 주파수의 신호만을 통과시킨다.
기저 주파수용 증폭기(253)는 기저 주파수용 필터(252)로부터의 송신 신 호(Sbt)를 증폭한다.
상향 믹서(Up-mixer, 254)는, 발진부(23)로부터의 가변적 주파수의 발진 신호(Mfc)에 따라, 기저 주파수용 증폭기(253)로부터의 송신 신호(Sbt)의 주파수가 현재 사용될 무선 주파수가 되도록 조정한다. 즉, 기저 주파수용 증폭기(253)로부터의 송신 신호(Sbt)의 주파수를 fb, 그리고 발진부(23)로부터의 발진 신호(Mfc)의 주파수를 fm이라 하면, 상향 믹서(Up-mixer, 254)로부터의 송신 신호(Sht)의 주파수 ff는 아래의 수학식 1에 의하여 얻어진다.
ff = fb + fm
상기 수학식 1에서, 발진부(23)로부터의 발진 신호(Mfc)의 주파수 fm은 아래의 수학식 2 또는 수학식 3에 의하여 얻어진다.
fm = fmp + fn
fm = fmp - fn
상기 수학식들 2 및 3에서, fmp는 이전 주기에서의 발진 신호(Mfc)의 주파수를 가리킨다. fn은 적응적 주파수 호핑(hopping) 알고리듬에 따라 증가되거나 감소될 간격 주파수를 가리킨다.
무선 주파수용 증폭기(255)는 상향 믹서(Up-mixer, 254)로부터의 송신 신호(Sht)의 전력을 일차적으로 증폭한다.
전력 증폭기(256)는 무선 주파수용 증폭기(255)로부터의 송신 신호(Sht)의 전력을 최종적으로 증폭한다. 전력 증폭기(256)로부터의 송신 신호(Sht)는 서큘레이터(22) 및 송수신 안테나(21)를 통하여 알에프아이디(RFID)의 태그로 전송된다.
한편, 수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d)는 밸룬(BALUN : BALance to UNbalance Transformer, 261), 제1 내지 제4 하향 믹서들(Down-Mixers, 262a 내지 262d), 제1 내지 제3 위상 천이기들(phase shifters, 266b 내지 266d), 제1 내지 제4 저역 통과 필터들(263a 내지 263d), 및 제1 내지 제4 차동 증폭기들(264a 내지 264d)을 포함한다.
밸룬(BALUN, 261)은 알에프아이디(RFID)의 태그, 송수신 안테나(21) 및 서큘레이터(circulator, 22)로부터의 수신 신호를 서로 180o (π)의 위상차를 가진 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)로 변환시킨다.
제1 하향 믹서(Down-Mixer, 262a)는 발진부(23)로부터의 발진 신호(Mfc)에 따라 밸룬(BALUN, 261)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)를 기저 주파수의 I+ 신호와 I- 신호로 각각 변환시킨다.
제1 위상 천이기(phase shifter, 266b)는 발진부(23)로부터의 발진 신호(Mfc)의 위상을 45o(π/4) 앞서도록 천이시킨다.
제2 하향 믹서(Down-Mixer, 262b)는 제1 위상 천이기(phase shifter, 266b)로부터의 발진 신호에 따라 밸룬(BALUN, 261)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)를 기저 주파수의 I+천이 신호와 I-천이 신호로 각각 변환시킨다. 즉, 제2 하향 믹서(Down-Mixer, 262b)로부터의 I+천이 신호와 I-천이 신호의 위상은 제1 하향 믹서(Down-Mixer, 262a)로부터의 I+ 신호와 I- 신호의 위상에 비하여 45o(π/4) 앞선다.
제2 위상 천이기(phase shifter, 266c)는 제1 위상 천이기(phase shifter, 266b)로부터의 발진 신호의 위상을 45o(π/4) 앞서도록 천이시킨다.
제3 하향 믹서(Down-Mixer, 262c)는 제2 위상 천이기(phase shifter, 266c)로부터의 발진 신호에 따라 밸룬(BALUN, 261)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)를 기저 주파수의 Q+ 신호와 Q- 신호로 각각 변환시킨다. 즉, 제3 하향 믹서(Down-Mixer, 262c)로부터의 Q+ 신호와 Q- 신호의 위상은 제2 하향 믹서(Down-Mixer, 262b)로부터의 I+천이 신호와 I-천이 신호의 위상에 비하여 45o(π/4) 앞선다.
제3 위상 천이기(phase shifter, 266d)는 제2 위상 천이기(phase shifter, 266c)로부터의 발진 신호의 위상을 45o(π/4) 앞서도록 천이시킨다.
제4 하향 믹서(Down-Mixer, 262d)는 제3 위상 천이기(phase shifter, 266d)로부터의 발진 신호에 따라 밸룬(BALUN, 261)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)를 기저 주파수의 Q+천이 신호와 Q-천이 신호로 각각 변환시킨다. 즉, 제4 하향 믹서(Down-Mixer, 262d)로부터의 Q+천이 신호와 Q-천이 신호의 위상은 제3 하향 믹서(Down-Mixer, 262c)로부터의 Q+ 신호와 Q- 신호의 위상에 비하여 45o(π/4) 앞선다.
참고로, 밸룬(BALUN, 261)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)의 주파수를 ff, 그리고 발진부(23)로부터의 발진 신호(Mfc)의 주파수를 fm이라 하면, 제1 내지 제4 하향 믹서들(Down-Mixers, 262a 내지 262d)의 출력 신호들의 주파수 fb는 아래의 수학식 4에 의하여 얻어진다.
fb = ff - fm
상기 수학식 4에서, 발진부(23)로부터의 발진 신호(Mfc)의 주파수 fm은 상기 수학식들 2 및 3에 의하여 얻어진다.
제1 저역 통과 필터(263a)는 제1 하향 믹서(Down-Mixer, 262a)로부터의 I+ 신호와 I- 신호에서 고주파 노이즈를 제거한다.
제2 저역 통과 필터(263b)는 제2 하향 믹서(Down-Mixer, 262b)로부터의 I+천이 신호와 I-천이 신호에서 고주파 노이즈를 제거한다.
제3 저역 통과 필터(263c)는 제3 하향 믹서(Down-Mixer, 262c)로부터의 Q+ 신호와 Q- 신호에서 고주파 노이즈를 제거한다.
제4 저역 통과 필터(263d)는 제4 하향 믹서(Down-Mixer, 262d)로부터의 Q+천이 신호와 Q-천이 신호에서 고주파 노이즈를 제거한다.
제1 차동 증폭기(264a)는 제1 저역 통과 필터(263a)로부터의 I+ 신호와 I- 신호의 차이 신호를 증폭하여 상기 제1 수신 신호(Saa)를 발생시키고, 발생된 제1 수신 신호를 상기 제1 아날로그-디지털 변환기(265a)에 출력한다.
제2 차동 증폭기(264b)는 제2 저역 통과 필터(263b)로부터의 I+천이 신호와 I-천이 신호의 차이 신호를 증폭하여 상기 제2 수신 신호(Sab)를 발생시키고, 발생된 상기 제2 수신 신호(Sab)를 상기 제2 아날로그-디지털 변환기(265b)에 출력한다.
제3 차동 증폭기(264c)는 제3 저역 통과 필터(263c)로부터의 Q+ 신호와 Q- 신호의 차이 신호를 증폭하여 상기 제3 수신 신호(Sac)를 발생시키고, 발생된 상기 제3 수신 신호(Sac)를 상기 제3 아날로그-디지털 변환기(265c)에 출력한다.
제4 차동 증폭기(264d)는 제4 저역 통과 필터(263d)로부터의 Q+천이 신호와 Q-천이 신호의 차이 신호를 증폭하여 상기 제4 수신 신호(Sad)를 발생시키고, 발생된 상기 제4 수신 신호(Sad)를 상기 제4 아날로그-디지털 변환기(265d)에 출력한다.
도 3은 도 2의 수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d)로부터의 제1 내지 제4 신호들(Saa 내지 Sad)을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 3을 참조하면, 제2 수신 신호(Sab)의 위상은 제1 수신 신호(Saa)의 위상에 비하여 45o(π/4) 앞선다. 제3 수신 신호(Sac)의 위상은 제2 수신 신호(Sab)의 위상에 비하여 45o(π/4) 앞선다. 제4 수신 신호(Sad)의 위상은 제3 수신 신호(Sac)의 위상에 비하여 45o(π/4) 앞선다.
즉, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터 0o 및 그 주변 영역(31a)의 위상을 가 진 신호가 출력될 경우, 해당 신호는 제1 수신 신호(Saa)로서 수신될 수 있다.
또한, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터 45o(π/4) 및 그 주변 영역(31b)의 위상을 가진 신호가 출력될 경우, 해당 신호는 제2 수신 신호(Sab)로서 수신될 수 있다.
또한, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터 90o(π/2) 및 그 주변 영역(31c)의 위상을 가진 신호가 출력될 경우, 해당 신호는 제3 수신 신호(Sac)로서 수신될 수 있다.
그리고, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터 135o(3π/2) 및 그 주변 영역(31d)의 위상을 가진 신호가 출력될 경우, 해당 신호는 제4 수신 신호(Sad)로서 수신될 수 있다.
요약하면, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호의 위상이 I-수신 신호(0o)의 위상 또는 Q-수신 신호의 위상(90o)과 상당한 차이를 가진 경우에도 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호가 수신될 수 있다.
또한, 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기(27)가 이용됨에 따라, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호가 제1 내지 제4 위상들 중에서 어느 위상에 존재하는지 쉽게 판별될 수 있다. 따라서, 제1 내지 제4 수신 신호들(Sca 내지 Scd)의 강도를 비교하기 위한 제어부(24)의 내부 구성이 간략화될 수 있다.
도 4는, 어느 한 알에프아이디(RFID)의 태그로부터 태그 정보가 전송된 경 우, 도 2의 수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d)로부터의 제1 수신 신호(Saa) 및 제3 수신 신호(Sac)를 측정한 결과의 일 예를 보여주는 파형도이다. 도 4에서 참조 부호 41은 신호의 반전 시점들(t1 내지 t9)을 보여주는 파형이다.
도 5는, 어느 한 알에프아이디(RFID)의 태그로부터 태그 정보가 전송된 경우, 도 2의 수신부(261 내지 264d, 266b 내지 266d)로부터의 제2 수신 신호(Sab) 및 제4 수신 신호(Sad)를 측정한 결과의 일 예를 보여주는 파형도이다. 도 5에서 참조 부호 51은 신호의 반전 시점들(t1 내지 t9)을 보여주는 파형이다.
도 4 및 5를 참조하면, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호들은 제1 수신 신호(Saa) 및 제3 수신 신호(Sac) 즉, 종래의 I-수신 신호 및 Q-수신 신호의 위상 영역들 뿐만 아니라, 제2 수신 신호(Sab) 및 제4 수신 신호(Sad)의 위상 영역들에도 존재할 수 있다. 이와 같이 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호의 위상이 I-수신 신호(0o)의 위상 또는 Q-수신 신호의 위상(90o)과 상당한 차이를 가진 경우에도 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호가 수신될 수 있다.
도 6은 도 2의 4/8 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부(27)의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 6을 참조하면, 4/8 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부(27)는, 0o의 위상에서 신호가 검출되면 "00"의 판별 결과 데이터(Dcs)를 제어부(24)에 입력한다. 이에 따라 제어부(24)는 제1 아날로그-디지털 변환기(265a)로부터의 제1 디지털 신호(Sca)를 주된 수신 신호로 판단한다.
또한, 4/8 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부(27)는, 45o(π/4)의 위상에서 신호가 검출되면 "01"의 판별 결과 데이터(Dcs)를 제어부(24)에 입력한다. 이에 따라 제어부(24)는 제2 아날로그-디지털 변환기(265b)로부터의 제2 디지털 신호(Scb)를 주된 수신 신호로 판단한다.
또한, 4/8 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부(27)는, 90o(π/2)의 위상에서 신호가 검출되면 "10"의 판별 결과 데이터(Dcs)를 제어부(24)에 입력한다. 이에 따라 제어부(24)는 제3 아날로그-디지털 변환기(265c)로부터의 제3 디지털 신호(Scc)를 주된 수신 신호로 판단한다.
그리고, 4/8 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부(27)는, 135o(3π/2)의 위상에서 신호가 검출되면 "11"의 판별 결과 데이터(Dcs)를 제어부(24)에 입력한다. 이에 따라 제어부(24)는 제4 아날로그-디지털 변환기(265d)로부터의 제4 디지털 신호(Scd)를 주된 수신 신호로 판단한다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 알에프아이디(RFID)의 리더에 의하면, 서로 다른 제1 내지 제4 위상들을 가진 제1 내지 제4 수신 신호들이 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기로부터의 판별 결과 데이터에 따라 디코딩된다.
따라서, 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호의 위상이 I-수신 신호의 위상 또는 Q-수신 신호의 위상과 상당한 차이를 가진 경우에도 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 신호가 수신될 수 있다.
또한, 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기가 이용됨에 따라, 알에프 아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호가 제1 내지 제4 위상들 중에서 어느 위상에 존재하는지 쉽게 판별될 수 있다. 따라서, 제1 내지 제4 수신 신호들의 강도를 비교하기 위한 제어부의 내부 구성이 간략화될 수 있다.
일반 무선 통신의 수신 장치에서 이용될 가능성도 있음.
도 1은 일반적인 알에프아이디(RFID)의 리더들 각각이 복수의 알에프아이디(RFID)의 태그들로부터 태그 정보를 수신하여 서버 장치에 전송하는 알에프아이디(RFID)의 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 알에프아이디(RFID)의 리더의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 수신부로부터의 제1 내지 제4 신호들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 어느 한 알에프아이디(RFID)의 태그로부터 태그 정보가 전송된 경우, 도 2의 수신부로부터의 제1 수신 신호 및 제3 수신 신호를 측정한 결과의 일 예를 보여주는 파형도이다.
도 5는, 어느 한 알에프아이디(RFID)의 태그로부터 태그 정보가 전송된 경우, 도 2의 수신부로부터의 제2 수신 신호 및 제4 수신 신호를 측정한 결과의 일 예를 보여주는 파형도이다.
도 6은 도 2의 4/8 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21...송수신 안테나, 22...서큘레이터(circulator),
23...발진부, 24...제어부,
251...디지털-아날로그 변환기,
252, 263a 내지 263d...기저 주파수용 필터들,
253...기저 주파수용 증폭기,
264a 내지 264d...기저 주파수용 차동 증폭기들,
254...상향 믹서(Up-mixer), 255...무선 주파수용 증폭기,
256...전력 증폭기, 261...밸룬(BALUN),
262a 내지 262d...하향 믹서들(Down-mixers),
265a 내지 265d...아날로그-디지털 변환기들,
266a 내지 266d...위상 천이기들,
27...위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부.

Claims (10)

  1. 알에프아이디(RFID)의 태그와 통신을 수행하는 알에프아이디(RFID)의 리더에 있어서,
    상기 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호를 입력받아 서로 다른 제1 내지 제4 위상들을 가진 제1 내지 제4 수신 신호들을 발생시키는 수신부;
    상기 수신부로부터의 제1 내지 제4 수신 신호들을 제1 내지 제4 디지털 신호들로 변환시키는 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들;
    상기 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호가 상기 제1 내지 제4 위상들 중에서 어느 위상에 존재하는지를 판별하는 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부; 및
    서버 장치와 통신하면서 전체적 제어를 수행하고, 상기 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조기로부터의 판별 결과 데이터에 따라 상기 제1 내지 제4 아날로그-디지털 변환기들로부터의 제1 내지 제4 디지털 신호들을 디코딩하며, 디코딩 결과로 얻어진 태그 정보를 상기 서버 장치에 전송하는 제어부를 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수신부로부터의 제1 내지 제4 수신 신호들(Saa, Sab, Sac 및 Sad)에 있어서,
    상기 제2 수신 신호(Sab)의 위상이 상기 제1 수신 신호(Saa)의 위상보다 45o(π/4) 앞서고,
    상기 제3 수신 신호(Sac)의 위상이 상기 제2 수신 신호(Sab)의 위상보다 45o(π/4) 앞서며,
    상기 제4 수신 신호(Sad)의 위상이 상기 제3 수신 신호(Sac)의 위상보다 45o(π/4) 앞서는 알에프아이디(RFID)의 리더.
  3. 제2항에 있어서, 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부가,
    360o(2π)를 45o(π/4) 간격으로 8 등분하되, 0o, 45o(π/4), 90o(π/2), 및 135o(3π/2)의 4 위상들을 사용하는 4/8 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부인 알에프아이디(RFID)의 리더.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부로부터의 송신 신호를 알에프아이디(RFID)의 태그로 전송하는 송신부를 더 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부로부터의 제어 신호(Scon)에 따라 주파수 호핑(hopping)을 위하여 가변적 주파수의 발진 신호(Mfc)를 발생시키고, 발생된 발진 신호(Mfc)를 상기 수신부, 상기 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부, 및 상기 송신부에 제공하는 발진부를 더 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
  6. 제5항에 있어서, 상기 송신부가,
    상기 제어부로부터의 태그 명령 데이터(Sdt)를 아날로그 신호(Sat)로 변환시키는 디지털-아날로그 변환기;
    상기 디지털-아날로그 변환기로부터의 송신 신호(Sat)의 노이즈를 제거하기 위하여 기저 주파수의 신호만을 통과시키는 기저 주파수용 필터;
    상기 기저 주파수용 필터로부터의 송신 신호(Sbt)를 증폭하는 기저 주파수용 증폭기;
    상기 발진부로부터의 가변적 주파수의 발진 신호(Mfc)에 따라, 상기 기저 주파수용 증폭기로부터의 송신 신호(Sbt)의 주파수가 현재 사용될 무선 주파수가 되도록 조정하는 상향 믹서(Up-mixer);
    상기 상향 믹서(Up-mixer)로부터의 송신 신호(Sht)의 전력을 일차적으로 증폭하는 무선 주파수용 증폭기; 및
    상기 무선 주파수용 증폭기로부터의 송신 신호(Sht)의 전력을 최종적으로 증폭하는 전력 증폭기를 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
  7. 제5항에 있어서, 상기 수신부가,
    상기 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호를 서로 180o(π)의 위상차를 가진 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)로 변환시키는 밸룬(BALUN : BALance to UNbalance Transformer);
    상기 발진부로부터의 발진 신호(Mfc)에 따라 상기 밸룬(BALUN)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)를 기저 주파수의 I+ 신호와 I- 신호로 각각 변환시키는 제1 하향 믹서(Down-Mixer);
    상기 발진부로부터의 발진 신호(Mfc)의 위상을 45o(π/4) 앞서도록 천이시키는 제1 위상 천이기(phase shifter);
    상기 제1 위상 천이기(phase shifter)로부터의 발진 신호에 따라 상기 밸룬(BALUN)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)를 기저 주파수의 I+천이 신호와 I-천이 신호로 각각 변환시키는 제2 하향 믹서(Down-Mixer);
    상기 제1 위상 천이기(phase shifter)로부터의 발진 신호의 위상을 45o(π/4) 앞서도록 천이시키는 제2 위상 천이기(phase shifter);
    상기 제2 위상 천이기(phase shifter)로부터의 발진 신호에 따라 상기 밸룬(BALUN)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)를 기저 주파수의 Q+ 신호와 Q- 신호로 각각 변환시키는 제3 하향 믹서(Down-Mixer);
    상기 제2 위상 천이기(phase shifter)로부터의 발진 신호의 위상을 45o(π/4) 앞서도록 천이시키는 제3 위상 천이기(phase shifter); 및
    상기 제3 위상 천이기(phase shifter)로부터의 발진 신호에 따라 상기 밸룬(BALUN)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)를 기저 주파수의 Q+천이 신호와 Q-천이 신호로 각각 변환시키는 제4 하향 믹서(Down-Mixer)를 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
  8. 제7항에 있어서, 상기 위상편이변조(Phase Shift Keying)의 복조부가,
    상기 수신부 내의 상기 밸룬(BALUN)으로부터의 제1 신호(Sh+)와 제2 신호(Sh-)를 입력받아, 상기 알에프아이디(RFID)의 태그로부터의 수신 신호가 상기 제1 내지 제4 위상들 중에서 어느 위상에 존재하는지를 판별하는 알에프아이디(RFID)의 리더.
  9. 제7항에 있어서, 상기 수신부가,
    상기 제1 하향 믹서(Down-Mixer)로부터의 I+ 신호와 I- 신호에서 고주파 노이즈를 제거하는 제1 저역 통과 필터;
    상기 제2 하향 믹서(Down-Mixer)로부터의 I+천이 신호와 I-천이 신호에서 고주파 노이즈를 제거하는 제2 저역 통과 필터;
    상기 제3 하향 믹서(Down-Mixer)로부터의 Q+ 신호와 Q- 신호에서 고주파 노이즈를 제거하는 제3 저역 통과 필터; 및
    상기 제4 하향 믹서(Down-Mixer)로부터의 Q+천이 신호와 Q-천이 신호에서 고주파 노이즈를 제거하는 제4 저역 통과 필터를 더 포함한 알에프아이디(RFID)의 리 더.
  10. 제9항에 있어서, 상기 수신부가,
    상기 제1 저역 통과 필터로부터의 I+ 신호와 I- 신호의 차이 신호를 증폭하여 상기 제1 수신 신호를 발생시키고, 발생된 상기 제1 수신 신호를 상기 제1 아날로그-디지털 변환기에 출력하는 제1 차동 증폭기;
    상기 제2 저역 통과 필터로부터의 I+천이 신호와 I-천이 신호의 차이 신호를 증폭하여 상기 제2 수신 신호를 발생시키고, 발생된 상기 제2 수신 신호를 상기 제2 아날로그-디지털 변환기에 출력하는 제2 차동 증폭기;
    상기 제3 저역 통과 필터로부터의 Q+ 신호와 Q- 신호의 차이 신호를 증폭하여 상기 제3 수신 신호를 발생시키고, 발생된 상기 제3 수신 신호를 상기 제3 아날로그-디지털 변환기에 출력하는 제3 차동 증폭기; 및
    상기 제4 저역 통과 필터로부터의 Q+천이 신호와 Q-천이 신호의 차이 신호를 증폭하여 상기 제4 수신 신호를 발생시키고, 발생된 상기 제4 수신 신호를 상기 제4 아날로그-디지털 변환기에 출력하는 제4 차동 증폭기를 더 포함한 알에프아이디(RFID)의 리더.
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