KR20110070674A - 수동형 ｒｆｉｄ 시스템 및 방법 - Google Patents

수동형 ｒｆｉｄ 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다량의 태그를 보다 신속하게 인식할 수 있도록 하는 수동형 RFID 시스템 및 방법에 관한 것으로, 상기 리더는 슬롯 명령어와 슬립 명령어를 동시에 생성하여 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 파악함과 동시에 이전 슬롯에서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 사용한 태그는 슬립 상태로 진입되도록 하는 프로세서; 상기 슬롯 명령어와 슬립 명령어를 동시에 인코딩 및 크기지터 변조하여 송출하는 송신부; 및 슬롯별로, 다중 서브채널로 수신되는 태그신호를 복조하여 상기 프로세서에 제공하는 수신부를 포함할 수 있다.

Description

수동형 ＲＦＩＤ 시스템 및 방법{Passive RFID system and method of the same}
본 발명은 수동형 RFID 시스템에 관한 것으로, 슬롯 기반 다중 서브채널 접속 방식을 이용하여 다량의 태그를 고속으로 인식할 수 있도록 하는 수동형 RFID 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-S-023-01, 과제명: 개별물품 단위 응용을 위한 차세대 RFID 기술 개발].
일반적으로, 무선주파수인식(Radio Frequency Identification, RFID)은 무선 주파수를 사용하여 고유한 식별 정보를 가지고 있는 태그(tag)로부터 비접촉식으로 정보를 독출하거나 기록함으로써 태그가 부착된 물건, 동물 및 사람 등을 인식, 추적 및 관리할 수 있도록 하는 기술이다.
RFID 시스템은 고유한 식별 정보를 지니며 물건이나 동물 등에 부착되는 다수의 태그(electronic tag 또는transponder)와 태그의 정보를 읽거나 쓰기 위한 RFID 리더(Reader 또는 Interrogator)로 구성된다.
이러한 RFID 시스템은 리더와 태그 사이의 상호 통신 방식에 따라 상호 유도 방식과 전자기파 방식으로 구분되고, 태그가 자체 전력으로 동작하는지 여부에 따라 능동형과 수동형으로 구분되며, 사용하는 주파수에 따라 장파, 중파, 단파, 초단파 및 극초단파형으로 구분된다.
특히, RFID 적용 분야는 현재 팔렛 및 상자 단위 인식으로부터 개별 단위 물품 인식으로 그 영역이 점차 확장되고 있는 추세이며, 개별 단위 물품 응용의 RFID에서는 대량의 물품들을 고속으로 인식하는 기술들이 요구되고 있다.
기존UHF 대역의 class 1 Gen2 규격은 Q 랜덤 충돌방지 알고리즘을 이용하여 다량의 태그들을 동시에 인식하는 기술을 보유하고 있으나, 리더와 태그간의 통신이 수행되는 라운드 단위로 다수의 질의 및 응답 패킷들로 구성되어 있기 때문에, 리더 인식 범위 내에 태그 개수가 증가할수록 리더가 태그 전부를 인식하는데 걸리는 시간이 급격히 증가될 수 있다.
이를 극복하기 위하여 US 20090045923 "wireless communication system"의 TOTAL(Tag Only Talks After Listening) 방식에서는 기존의 RFID 규격과 달리 태그가 먼저 질의하는 방식으로써, 리더로부터 에너지를 받으면 태그 자신의 ID를 즉각 리더로 전송하는 알로하 방식을 채택하기 때문에 리더와 태그간 고속 및 순간 인식에는 유리한 장점을 가지고 있다.
하지만, 리더가 태그를 제어할 수 있는 질의 명령어가 없기 때문에 소수의 태그 인식에 적합하며, 태그 개수가 많아질 경우 태그가 자신의 패킷 전송 시작 시간을 랜덤으로 선택하여 데이터를 전달하는 알로하 방식하에서는 태그간 패킷 충돌 빈도가 증가하기 때문에 리더는 다량의 태그를 인식하지 못하는 단점이 있다.
한편, UHF대역의 고성능 Gen2 프로토콜 규격을 금속 및 액체 환경에 유리한 HF 대역으로 적용하기 위한 ISO 18000-3 모드 3(HF Gen2) 프로토콜의 국제 표준화가 진행 중에 있다.
상기 ISO 18000-3 모드 3 프로토콜 규격은 18000-6C의 UHF Gen2 프로토콜 기반 전송방식을 mandatory로 18000-3 모드 2 기반 air interface를 optional로 포함하고 있다. HF 대역 RFID의 18000-3 모드 2 프로토콜 규격에서는 위상 지터 변조(PJM) 방식을 이용하여 리더와 태그간 전송 간섭을 최소화하고, 다중 채널을 이용하여 다수의 태그들을 동시에 수신하는 주파수 다중 분할 방식을 채택하여 14443 A/B 혹은 15693과 같이 기존의 HF대역 프로토콜보다 우수한 성능을 보여주고 있다. 18000-3 모드 3에서도 18000-3 모드 2의 이러한 특징들을 Gen2 프로토콜과 연동하여 위상 지터 방식을 옵션으로 채택하는 표준화를 진행하고 있다.
이에 본 발명에서는 슬롯 기반 다중 서브채널 접속 방식을 이용하여 태그간 충돌 및 간섭을 완화시킴으로써, 다량의 태그를 보다 신속하게 인식할 수 있도록 하는 수동형 RFID 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 리더에 의해 인식 완료된 태그는 슬립 상태로 동작되도록 함으로써, 인식 완료된 태그의 신호에 의해 불필요하게 태그간 충돌 및 간섭이 발생되는 것을 추가적으로 방지할 수 있도록 하는 수동형 RFID 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 제1 실시 형태에 따르면, 슬롯과 서브채널을 분할하여 하나의 라운드를 구성하며, 슬롯 별로 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 파악하면서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널은 슬립 상태로 전이시키는 프로세서; 상기 프로세서를 통해 생성된 명령어를 인코딩 및 크기지터 변조하여 송출하는 송신부; 및 상기 프로세서가 슬롯 별로 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 파악할 수 있도록, 슬롯 별로 다수의 서브채널을 통해 수신되는 태그신호를 획득 및 복조하여 상기 프로세서에 제공하는 수신부를 포함하는 수동형 RFID 시스템의 리더를 제공한다.
상기 송신부는 상기 프로세서를 통해 생성된 명령어를 가지는 메시지를 생성하는 메시지 생성부; 상기 메시지 생성부에 의해 생성된 메시지를 인코딩하여 I 및 Q 채널 신호를 생성하는 인코딩부; 및 상기 I 및 Q 채널 신호를 크기지터 변조하여 안테나로 출력하는 크기지터 변조부를 포함할 수 있다.
상기 크기지터 변조부는 캐리어 신호를 90도 위상지연시켜 출력하는 위상 지연기; 상기 캐리어 신호에는 상기 I 채널 신호를 믹싱하고, 상기 위상 지연기의 출력 신호에는 상기 Q 채널 신호를 믹싱하는 제1 및 제2 송신 믹서; 상기 제1 및 제2 송신 믹서의 출력 신호의 크기를 감쇄시키는 제1 및 제2 감쇄기; 상기 제1 감쇄기의 출력 신호에 상기 위상 지연기의 출력 신호를 더하고, 상기 제2 감쇄기의 출력 신호에 상기 캐리어 신호를 더하는 제1 및 제2 합산기; 및 상기 제1 및 제2 합산기의 출력 신호를 더하는 제3 합산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수신부는 상기 태그신호에 포함된 캐리어 신호를 제거하는 캐리어 복조부; 상기 캐리어 복조부의 출력 신호로부터 서브채널별 태그신호를 추출하는 멀티 서브 캐리어 복조부; 상기 멀티 서브 캐리어 복조부의 출력 신호로부터 유효한 태그신호의 프리엠블을 추출하는 프리엠블 추출부; 및 상기 프리엠블 추출부의 출력 신호를 디코딩하여 상기 프로세서에 전달하는 디코딩부를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 제2 실시 형태에 따르면, 리더와 통신할 슬롯을 랜덤하게 선택하는 슬롯 선택부; 상기 리더와 통신할 서브채널을 랜덤하게 선택하는 서브채널 선택부; 상기 리더로부터 전송되는 신호를 크기지터 복조하는 크기지터 복조부; 상기 크기지터 복조부를 통해 복조된 신호에 따라, 상기 슬롯 선택부; 및 서브채널 선택부를 통해 하나의 슬롯 및 서브채널을 선택하거나, 태그신호를 상기 리더로 전송하거나, 슬립 상태로의 진입 여부를 결정하는 태그 제어부; 및 상기 슬롯 선택부를 통해 선택된 서브채널로 상기 태그신호를 송출하는 태그신호 생성부를 포함하는 수동형 RFID 시스템의 태그를 제공할 수 있다.
상기 크기지터 복조부는 상기 리더로부터 전송되는 신호를 90도 및 180도 위상 지연시켜 출력하는 제1 및 제2 위상 지연기; 상기 제1 및 제2 위상 지연기의 출력 신호들과 상기 리더로부터 전송되는 신호를 믹싱하는 제1 및 제2 수신 믹서; 및 상기 제1 및 제2 수신 믹서의 출력 신호를 저역 통과 필터링하여 I 및 Q 채널 신호를 추출하는 제1 및 제2 저역 통과 필터를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 제3 실시 형태에 따르면, 슬롯 기반 시간 분할 방식의 다중 서브채널 수동형 RFID 시스템에 포함된 리더의 동작 방법에 있어서, 라운드가 시작 또는 갱신될 때에 질의 명령어를 송출하여, 현재 라운드를 구성하는 슬롯 및 서브채널의 개수를 다수의 태그에 통보하는 단계; 및 슬롯 별로 슬롯 명령어 및 슬립 명령어를 동시에 송출하여, 태그신호를 요청함과 동시에 이전 슬롯에서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 사용한 태그는 슬립 상태로 진입시키는 단계; 및 슬롯 별로 질의 명령어 또는 슬롯 명령어에 응답하여 전송되는 태그신호를 획득 및 분석하여 현재 슬롯에서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 파악한 후, 상기 제어 과정으로 재진입하는 단계를 포함하는 리더의 동작 방법을 제공할 수 있다.
상기 슬롯 명령어 및 슬립 명령어는 크기지터 변조된 I 채널 신호 및 Q 채널 신호의 형태로 송출되는 것을 특징으로 한다.
상기 질의 명령어는 질의 명령어임을 통보하는 정보가 저장되는 명령어 필드, 태그 그룹에 대한 정보가 저장되는 그룹 선택 필드, 슬롯 개수에 대한 정보가 저장되는 Q 필드, 및 서브채널 개수에 대한 정보가 저장되는 R 필드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬립 명령어는 슬립 명령어임을 통보하는 정보가 저장되는 명령어 필드, 이전 슬롯에 응답한 태그 모두가 슬립 상태로 진입할지 또는 이전 슬롯에서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 사용한 태그만이 슬립 상태로 진입할지에 대한 정보가 저장되는 슬롯 필드, 및 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널에 대한 정보가 저장되는 채널 슬립 필드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 제4 실시 형태에 따르면, 질의 명령어가 수신되면, 상기 질의 명령어를 분석하여 현재 라운드를 구성하는 슬롯 및 서브채널의 개수를 파악하고, 리더와 통신할 하나의 슬롯 및 서브채널을 선택하는 단계; 및 슬롯 명령어 및 슬립 명령어를 동시에 수신하고, 상기 슬롯 명령어에 응답하여 태그신호를 상기 리더에 전송하거나 상기 슬립 명령어에 응답하여 슬립 상태로의 전이 여부를 결정하는 단계를 포함하는 태그의 동작 방법을 제공한다.
상기 질의 명령어는 질의 명령어임을 통보하는 정보가 저장되는 명령어 필드, 태그 그룹에 대한 정보가 저장되는 그룹 선택 필드, 슬롯 개수에 대한 정보가 저장되는 Q 필드, 및 서브채널 개수에 대한 정보가 저장되는 R 필드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하나의 슬롯 및 서브채널을 선택하는 과정은 상기 슬립 명령어내 상기 그룹 선택 필드를 해석하여, 현재 라운드의 참여 여부를 결정하는 단계; 및
현재 라운드에 참여하는 경우, 상기 Q 필드 및 상기 R 필드를 해석하여 현재 라운드를 구성하는 슬롯 및 서브채널의 개수를 파악하고, 상기 리더와 통신할 하나의 슬롯 및 서브채널을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬롯 명령어 및 슬립 명령어는 크기지터 변조된 I 채널 신호 및 Q 채널 신호의 형태로 수신되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬립 명령어는 슬립 명령어임을 통보하는 정보가 저장되는 명령어 필드, 슬롯 단위로 슬립 상태로 진입할지 또는 채널 단위로 슬립 상태로 진입할지에 대한 정보가 저장되는 슬롯 필드, 및 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널에 대한 정보가 저장되는 채널 슬립 필드를 포함할 수 있다.
상기 슬립 상태로의 전이 여부를 결정하는 단계는 상기 슬립 명령어내 상기 슬롯 필드를 해석하여 슬롯 단위로 슬립 상태로 진입할지 또는 채널 단위로 슬립 상태로 진입할지를 파악하는 단계; 상기 슬롯 단위로 슬립 상태로 진입하는 경우에는, 무조건적으로 슬립 상태로 진입하는 단계; 및 상기 채널 단위로 슬립 상태로 진입하는 경우에는 상기 채널 슬립 필드를 추가 해석하여 슬립 상태로 진입할 서브채널을 파악하고 슬립 상태로의 전이 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
이와 같이 수동형 RFID 시스템 및 방법은 시간 및 주파수 두 영역을 동시에 분할 및 할당하고, 태그가 하나의 슬롯과 주파수 대역(즉, 서브채널)을 이용하여 태그신호를 전송하도록 함으로써, 태그간 충돌 및 간섭이 발생되는 것을 완화시켜 줄 수 있다.
또한, 수동형 RFID 시스템 및 방법은 슬롯 별로 슬롯 명령어와 슬립 명령어를 동시에 송출하면서, 이전 슬롯에서 인식이 완료된 태그는 슬립 상태로 전이되도록 한다. 이에 인식 완료된 태그의 신호에 의해 불필요하게 태그간 충돌 및 간섭이 발생되는 것이 추가적으로 방지되어, 시스템의 동작 신뢰성이 보다 향상될 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 기반 다중 서브채널 접속 방식의 RFID 시스템을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 기반 다중 서브채널 접속 방식의 수동형 RFID 시스템에서의 리더를 나타낸 블록 구성도이다.
도3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 기반 다중 서브채널 접속 방식의 수동형 RFID 시스템에서의 리더에 포함된 크기지터 변조부를 도시한 도면이다.
도3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 크기지터 변조 신호를 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 기반 다중 서브채널 접속 방식의 수동형 RFID 시스템에서의 태그를 나타낸 블록 구성도이다.
도5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 기반 다중 서브채널 접속 방식의 수동형 RFID 시스템에서의 태그에 포함된 크기지터 복조부를 도시한 도면이다.
도5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 크기지터 복조된 I 및 Q 채널 신호를 도시한 도면이다.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 리더와 다수의 태그간에 생성되는 주파수 스펙트럼의 일례를 도시한 도면이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 RFID 시스템에서 사용되는 명령어들을 도시한 도면이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 RFID 시스템의 리더의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 RFID 시스템의 태그의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 RFID 시스템의 동작 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그의 상태 변화를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 기반 다중 서브채널 접속 방식의 RFID 시스템을 도시한 도면이다.
도1을 참조하면, 상기 RFID 시스템은 리더(100)와 다수의 태그(200)를 포함하여, 리더(100)와 다수의 태그(200)간에 다수의 슬롯(Slot1~SlotN)과 다수의 서브채널(CH-1~CH-M)이 할당된다.
그리고 리더(100)는 RFID 환경에 따라 슬롯 및 서브채널의 개수(N, M)를 적응적으로 변경할 수 있으며, 각 태그(200)는 N개의 슬롯과 M개의 서브채널 중 하나의 슬롯과 서브채널을 랜덤으로 선택하여 태그신호를 전송할 수 있도록 한다. 즉, 본 발명에서는 리더(100)와 태그(200)간 통신 경로를 다양화시킴으로써, 태그간 충돌 및 간섭 발생을 완화시켜준다.
또한, 리더(100)는 현재 슬롯에서 서브채널들을 통해 수신되는 태그신호를 획득하여 충돌 및 간섭 여부를 확인하여, 현재 슬롯에서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 사용하는 태그는 다음 슬롯이 될 때에 슬립 상태(sleep)로 전이되도록 한다. 즉, 충돌 및 간섭없이 태그신호를 전송하여 성공적으로 인식 완료된 태그(200)는 슬립 상태로 전이되도록 하여, 인식 완료된 태그가 발생하는 신호에 의해 태그간 충돌 및 간섭이 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있도록 한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 기반 다중 서브채널 접속 방식의 수동형 RFID 시스템에서의 리더를 나타낸 블록 구성도이다.
도2를 참조하면, 상기 리더(100)는 슬롯과 서브채널을 분할하여 하나의 라운드를 구성하며, 슬롯 별로 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 파악하면서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널은 슬립 상태로 전이시키는 프로세서(110), 상기 프로세서(110)를 통해 생성된 명령어를 인코딩 및 크기지터 변조하여 송출하는 송신부(120), 상기 프로세서(110)가 슬롯 별로 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 파악할 수 있도록, 슬롯 별로 다수의 서브채널을 통해 수신되는 태그신호를 획득 및 복조하여 상기 프로세서(110)에 제공하는 수신부(130), 상기 프로세서(110)의 제어 하에 송신부(120) 및 수신부(130)의 동작을 제어하는 송수신 제어부(140), 및 상기 송신부(120)에 의해 생성된 신호를 태그(200)로 송출하거나, 태그(200)에 의해 전송된 신호를 수신하는 안테나(150) 등을 포함한다.
이때, 프로세서(110)는 현재 라운드의 구성하는 슬롯과 서브채널의 개수를 통보하기 위한 질의 명령어, 현재 슬롯을 사용하는 태그에 태그신호 제공을 요청하는 슬롯 명령어 및 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널은 슬립 상태로 전이되도록 하는 슬립 명령어 등을 만들 수 있으며, 특히 슬롯 명령어와 슬립 명령어는 동시에 생성 및 송출되도록 한다.
계속하여, 상기 송신부(120)는 상기 프로세서(110)로부터 명령어를 전달받아, 이를 태그(200)에 전송할 수 있도록 하는 메시지를 생성하는 메시지 생성부(121), 상기 메시지 생성부(121)에 의해 생성된 메시지를 인코딩하는 인코딩부(122), 캐리어 신호를 생성하는 캐리어 생성부(124), 및 인코딩부(122)와 캐리어 생성부(124)로부터 인코딩된 신호와 캐리어 신호 등을 전달받아 크기지터 변조를 수행하는 크기지터 변조부(123)등을 포함한다.
그리고 상기 크기지터 변조부(123)는 도3a에 도시된 바와 구성되어 다양한 명령어를 크기지터 변조하여 출력할 수 있으며, 특히 슬롯 명령어 및 슬립 명령어와 같은 명령어는 I 및 Q 채널 신호(I, Q)로 입력받아 동시에 크기지터 변조하여 출력할 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 크기지터 변조부(123)는 캐리어 신호를 90도 위상지연시켜 출력하는 위상 지연기(301), 캐리어 신호에는 I 채널 신호(I-data)를 믹싱하고, 상기 위상 지연기(301)의 출력 신호에는 Q 채널 신호(Q-data)를 믹싱하는 제1 및 제2 송신 믹서(302, 303), 상기 제1 및 제2 송신 믹서(302, 303)의 출력 신호의 크기를 감쇄시키는 제1 및 제2 감쇄기(304, 305), 상기 제1 감쇄기(304)의 출력 신호에 상기 위상 지연기(301)의 출력 신호를 더하고, 상기 제2 감쇄기(305)의 출력 신호에 캐리어 신호를 더하는 제1 및 제2 합산기(306, 307), 및 상기 제1 및 제2 합산기(306, 307)의 출력 신호를 더하여 크기지터 변조 신호(ACM)를 생성하는 제3 합산기(308) 등을 포함하여, 도3b에 도시된 바와 같이 신호 크기가 일정 구간 범위 내에서 출렁거리는 신호 형태를 가지는 크기지터 변조 신호(ACM)를 발생한다.
이때, 상기 제1 및 제2 감쇄기(304, 305)는 각 채널의 캐리어 신호에 밀러 부호 변조 등과 같이 대역폭 특성이 우수한 펄스 변조 신호의 크기를 제어하여 리더 변조신호 주파수 스펙트럼 성분이 다른 서브채널로 수신되는 태그신호 대역에 미치는 간섭을 최소화하도록 조절할 수 있다.
이러한 크기지터 변조부(123)는 도3의(a)의 구성을 기반으로 하여 구체적인 여러 아날로그 소자 및 전자 소자 등을 이용하여 다양한 회로 구조로 구체화 될 수 있다.
또한 상기 수신부(130)는 안테나(150)로부터 수신되는 신호에 포함된 공중파 캐리어 신호를 제거하는 캐리어 복조부(131)와 캐리어 복조부(131)로부터 복조된 신호를 입력받아 서브채널별로 태그신호를 추출하는 멀티 서브 캐리어 복조부(132), 멀티 서브 캐리어 복조부(132)의 출력 신호로부터 유효한 태그신호의 프리엠블을 추출하는 프리엠블 추출부(133) 및 프리엠블 추출부(133)의 출력 신호를 디코딩하여 태그 데이터 및 상태 정보를 추출한 후 프로세서(110)에 전달하는 디코딩부(134) 등을 포함한다. 이때, 캐리어 복조부(131)는 리더(100)의 복잡도에 따라, 크기 검출기(envelope detector), 쿼더러쳐(Quadrature) 검파기, 또는 동기 검파기 등의 여러 구조를 사용할 수 있다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 기반 다중 서브채널 접속 방식의 수동형 RFID 시스템에서의 태그를 나타낸 블록 구성도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 상기 태그(200)는 리더(100)와 통신할 슬롯을 랜덤하게 선택하는 슬롯 선택부(210), 리더(100)와 통신할 서브채널을 랜덤하게 선택하는 서브채널 선택부(220), 리더(100)로부터 전송되는 신호를 크기지터 복조하는 크기지터 복조부(230), 상기 크기지터 복조부(230)를 통해 복조된 신호가 질의 명령어이면 현재 라운드를 구성하는 슬롯 및 서브채널의 개수를 파악한 후, 상기 슬롯 선택부(210) 및 서브채널 선택부(220)를 통해 하나의 슬롯 및 서브채널을 선택하고, 슬롯 명령어이면 태그신호를 상기 리더(100)로 전송하고, 슬립 명령어이면 슬립 상태로의 전이 여부를 결정하는 태그 제어부(250), 상기 태그 제어부(250)의 제어 하에 상기 슬롯 선택부(210)를 통해 선택된 서브채널로 전송하기 위한 태그신호를 생성하는 태그신호 생성부(240), 및 태그신호 생성부(240)에 의해 생성된 신호를 리더(100)로 송출하거나 리더(100)에 의해 전송된 신호를 수신하는 안테나(260) 등을 포함한다.
이때, 상기 크기지터 변조 신호 복조부(230)는 도5a와 같이 구성되어, I 및 Q 채널 신호(I, Q)를 동시에 추출하도록 한다. 더욱 상세하게는, 상기 크기지터 변조 신호 복조부(230)는 크기지터 변조 신호(ACM)를 90 및 180도만큼 위상 지연시키는 제1 및 제2 위상 지연기(231, 232), 제1 및 제2 위상 지연기(231, 232)의 출력 신호들과 크기지터 변조 신호(ACM)를 믹싱하는 제1 및 제2 수신 믹서(233, 234), 제1 및 제2 수신 믹서(233, 234)의 출력 신호를 저역 통과 필터링하여 I 및 Q 채널 신호(I, Q)를 추출하는 저역 통과 필터(이하, LPF)(235, 236) 등을 포함하여, 크기지터 변조 신호(ACM)로부터 도5b에서와 같이 표현되는 I 및 Q 채널 신호(I, Q)를 동시에 추출한다.
이에 본 발명의 태그(200)는 리더(100)가 앞서 설명한 바와 같이 슬롯 명령어와 슬립 명령어를 동시에 송출하더라도, 이를 인식 및 추출할 수 있게 되는 것이다.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 리더와 다수의 태그간에 생성되는 주파수 스펙트럼의 일례를 도시한 도면으로, 이는 리더(100)의 크기지터 변조 신호(ACM)의 스펙트럼과 다수의 태그(200)가 서로 상이한 서브채널을 이용하여 태그신호를 전송할 때의 스펙트럼이다.
도6을 참조하면, 리더(100)와 다수의 태그(200)는 서로 상이한 주파수 대역폭을 사용하여 통신을 수행하며, 특히 다수의 태그(200) 각각도 서로 상이한 주파수 대역폭을 가지는 서브채널을 통해 태그 신호를 전송함을 알 수 있다.
이에 본 발명에 따른 다수의 태그(200)는 다수의 서브 채널을 통해 태그신호를 충돌 및 간섭없이 전송할 수 있으며, 리더(100)는 다수의 서브채널을 통해 다수의 태그(200)로부터 전송되는 태그신호를 동시에 획득할 수 있게 된다. 그리고 그 결과, 리더(100)는 다량의 태그(200)를 보다 신속하게 정확하게 인식할 수 있게 되는 것이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 RFID 시스템에서 사용되는 명령어들을 도시한 도면으로, (a)는 질의 명령어의 구조를, (b)은 슬롯 명령어의 구조를, (c)은 슬립 명령어의 구조를 각각 나타낸다.
우선, 질의 명령어는 (a)에 나타난 바와 같이, 동기화된 스트링(synchronized string)이 저장되는 동기화 필드(510), 프리엠블 정보가 저장되는 프리엠블 필드(511) 및 해당 명령어가 질의 명령어임을 통보하는 정보가 저장되는 명령 필드(512), 모든 태그가 현재 라운드에 참여할지 또는 슬립 상태가 아닌 태그만이 현재 라운드에 참여할지에 대한 정보가 저장되는 그룹 선택 필드(513), 슬롯 개수에 대한 정보가 저장되는 Q 필드(514), 서브채널 개수에 대한 정보가 저장되는 R 필드(515) 및 CRC 정보가 저장된 CRC 필드(516) 등으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 리더(100)는 그룹 선택 필드(513)에 "1"을 설정하여 모든 태그가 현재 라운드에 참여하도록 하거나 "0"을 설정하여 슬립 상태가 아닌 태그만이 현재 라운드에 참여하도록 할 수 있다. 그리고 Q 필드(514) 및 R 필드(515)에 Q 및 R 카운터 값을 저장하여, 현재 라운드의 슬롯 및 채널이 2Q-1개의 슬롯과 2R-1개의 서브채널로 구성됨을 통보할 수 있다. 이에 태그는 그룹 선택 필드(513)를 해석하여 현재 라운드 참여 여부를 결정하고, Q 필드(514) 및 R 필드(515)를 해석하여 현재 라운드를 구성하는 슬롯과 서브채널을 파악할 수 있게 되는 것이다.
그리고 슬롯 명령어는 (b)에 나타난 바와 같이, 동기화된 스트링이 저장되는 동기화 필드(530)만으로 구성될 수 있으며, 이러한 슬롯 명령어(C-Slot)는 한 라운드에 총 2Q-1개가 생성되어 송출된다.
마지막으로 슬립 명령어는 (c)에 나타난 바와 같이, 동기화된 스트링이 저장되는 동기화 필드(550), 프리엠블 정보가 저장되는 프리엠블 필드(551) 및 해당 명령어가 슬립 명령어임을 통보하는 명령 필드(552), 슬롯 단위로 슬립 상태로 전이할지 또는 채널 단위로 슬립 상태로 전이할지에 대한 정보가 저장되는 슬롯 필드(553), 채널 단위로 슬립 상태로 전이할 경우, 슬립 상태로 전이할 서브채널에 대한 정보가 저장되는 멀티채널 필드(554), 및 CRC 정보가 저장된 CRC 필드(555) 등으로 구성될 수 있다. 그리고 멀티채널 필드(554)는 현재 라운드를 구성하는 서브채널의 수에 따라 분할된 다수의 영역을 가지며, 이의 크기는 서브채널의 수에 따라 변화될 수 있다.
예를 들어, 리더(100)는 이전 슬롯에서 응답한 여러 태그들이 서로 다른 서브채널들을 선택하여 충돌 및 간섭없이 모든 태그신호가 전송된 경우에는, 슬롯 필드(553)에 "1"로 설정하여 이전 슬롯에 응답한 모든 태그가 슬립 상태로 전이하도록 한다. 반면, 이전 슬롯에서 응답한 다수의 태그 중 둘 이상이 동일한 서브채널을 선택하여 충돌 및 간섭이 발생하였으면, 슬롯 필드(553)에 "0"을 설정하고, 멀티채널 필드(554)에는 충돌 및 간섭없이 태그신호가 전송된 서브채널에 해당하는 영역에만 "1"을 설정하도록 한다. 이에 태그는 슬롯 필드(553)에 "1"이 설정되어 있으면, 멀티채널 필드(554)를 해석 없이 즉각적으로 슬립 상태로 전이하고, 슬롯 필드(553)에 "0"이 설정되어 있으면, 멀티채널 필드(554)를 해석하여 채널 단위로 슬립 상태로의 전이 여부를 결정하게 된다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 RFID 시스템의 리더의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 리더(100)는 라운드가 시작되거나 갱신되면(S10), 현재 라운드에 참여할 태그 그룹과 현재 라운드를 구성하는 슬롯 및 서브채널의 개수를 설정한 후, 질의 명령어를 통해 다수의 태그(200)에 이를 통보한다(S11).
질의 명령어 또는 슬롯 명령어에 응답하여 전송되는 태그신호가 수신되면(S12), 태그신호를 분석하여 현재 슬롯에서 충돌 및 간섭이 발생한 서브채널을 파악한다(S13).
그리고 다음 슬롯이 되면(S14), 슬롯 명령어 및 슬립 명령어를 동시에 송출하여, 해당 슬롯을 선택한 태그에 태그신호를 요청함과 동시에 단계S13의 동작 결과를 반영하여 이전 슬롯에서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 사용한 태그는 슬립 상태로 동작되도록 한다(S15).
이와 같은 S12 내지 S15 단계는 모든 슬롯에 대해 반복 수행된다. 그러면, 슬롯 별로, 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 사용하는 태그는 슬립 상태로 동작되도록 하고 그렇지 않은 태그만이 리더와의 통신을 계속 수행할 수 있도록 한다.
그 결과, 현재 라운드에서 성공적으로 데이터를 전송한 태그들은 더 이상 라운드에 참여하지 않아 이로 인한 불필요한 태그간 충돌 및 간섭이 발생되는 것이 최소화되고, 그에 따라 리더(100)는 다량의 태그신호를 더욱 신속하고 안정적으로 인식할 수 있게 된다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동형 RFID 시스템의 태그의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
태그(200)는 질의 명령어를 수신하면(S20), 라운드가 새로이 시작 또는 갱신되었음을 확인하고, 우선 질의 명령어내 그룹 선택 필드(513)를 해석하여 현재 라운드로의 참여 여부를 결정한다(S21).
만약, 현재 라운드에 참여한다면, 질의 명령어내 Q 및 R 필드(514, 515)를 해석하여 현재 라운드를 구성하는 슬롯과 서브채널의 개수를 파악한 후, 리더(100)와 통신할(즉, 자신이 사용할) 하나의 슬롯과 서브채널을 랜덤으로 선택한다(S22).
단계S22를 통해 선택된 슬롯이 슬롯0이면(S23), 질의 명령어에 응답하여 태그신호를 단계 S22를 통해 선택된 서브채널로 전송한다(S24). 반면, 단계 S22를 통해 선택된 슬롯이 슬롯0이 아니면, 단계 S22를 통해 선택된 슬롯에 해당하는 슬롯 명령어가 수신될 때까지 대기하였다가 해당 슬롯 명령어 수신되면(S23), 그에 응답하여 태그신호를 전송한다(S24).
단계 S24를 통해 전송된 태그신호에 해당하는 슬립 명령어가 수신되면(S25), 슬립 명령어를 해석하여 슬립 상태로의 전이 여부를 결정한다(S26).
단계S26에서는, 태그(200)는 우선 슬립 명령어내 슬롯 필드(553)를 해석한다. 슬롯 필드(553)의 해석결과, 슬롯 단위로 슬립 상태로 전이함이 확인되면, 멀티채널 필드(554)의 해석 없이 무조건적으로 슬립 상태로 전이하도록 하나, 채널 단위로 슬립 상태로 전이함이 확인되면, 멀티채널 필드(554)를 추가적으로 더 해석하여 슬립 상태로 전이할 서브채널을 파악한 후 슬립 상태로 전이하도록 한다.
이하에서는 도10을 참조하여, 리더가 6개의 태그를 인식하고 이의 통신 상태를 제어하는 경우에 대해 보다 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
우선, 리더(100)는 현재 라운드를 총 8개의 슬롯과 4개의 서브채널로 구성하고 6개의 태그 모두가 참여하도록 한 후, 이의 정보를 포함하는 질의 명령어(C-Q)를 송출한다(S1).
그러면 6개의 태그(201~206) 모두는 질의 명령어(C-Q)에 응답하여 현재 라운드에 참여하고, 리더(100)와 통신할 슬롯과 서브채널을 랜덤으로 선택한다. 선택 결과, 태그1(201)은 슬롯 0번과 서브채널 0번(Slot0, CH-0)을, 태그2(202)는 슬롯 1번과 서브채널 3번(Slot1, CH-3)을, 태그3(203)은 슬롯 0번과 서브채널 2번(Slot0, CH-2)을, 태그4(204)는 슬롯 2번과 서브채널 1번(Slot2, CH-1)을, 태그5(205)는 슬롯 2번과 서브채널 3번(Slot2, CH-3)을, 마지막으로 태그6(206)은 슬롯 2번과 서브채널 3번(Slot2, CH-3)을 각각 선택한다.
이어서, 0번 슬롯(SlotO)을 선택한 태그1 및 3(201, 203)은 질의 명령어(C-Q)에 응답하여 미리 정의된 T1 시간 이후에 서브채널 0번 및 2번(CH-0, CH-2)로 태그신호(tag1, tag3)를 전송하고, 태그신호(tag1, tag3)에 응답하여 전송되는 슬립 명령어(C-Sleep1)를 수신받을 때까지 대기한다(S2-1, S2-2).
이어서, 리더(200)는 미리 정의된 T2 시간 내에 전송되는 태그신호(tag1, tag3)를 획득 및 분석하여 충돌 및 간섭 여부를 판단한다. 다음으로, 1번 슬롯(Slot1)이 1번 슬롯 명령어(C-Slot1)와 슬립 명령어(C-Sleep1)를 동시에 크기지터 방식으로 변조하여 송출한다. 이때, 0번 슬롯(SlotO)에서 응답한 태그1(201)과 태그3(203)이 서로 다른 서브채널(CH-0, CH-2)로 응답하여 충돌 및 간섭이 없었기 때문에 1번 슬롯 명령어(C-Slot1)내의 슬롯 필드(553)를 "1"로 설정한다(S3-1).
이어서, 1번 슬롯(Slot1)을 선택한 태그2(202)는 1번 슬롯 명령어(C-Slot1)를 수신하여 T1 시간 이후에 태그신호(tag2)를 리더(100)로 전송한다(S2-3). 이와 동시에 바로 이전 0번 슬롯(Slot0)에 응답한 태그들(201,203)은 크기지터 방식으로 복조한 I채널의 슬립 명령어(C-Sleep1) 신호를 해석하여 슬롯 필드(513)가 "1"로 설정되어 있음을 확인하고, 두 개 태그(201,203) 모두 슬립 상태로 전이한다(S4-1, S4-2).
이어서, 리더(200)는 태그2(202)의 태그신호(tag2)를 획득 및 분석하여 충돌 및 간섭이 발생한 서브채널이 없음을 확인하고, 2번 슬롯(Slot2)이 되면 2번 슬롯 명령어(C-Slot2)와 슬립 명령어(C-Sleep2)를 동시에 크기지터 방식으로 변조하여 송출한다(S2-2). 이때, 바로 이전 1번 슬롯(Slot1)에서 응답한 태그는 하나밖에 없으므로, 리더(200)는 슬립 명령어(C-Sleep2)내 슬롯 필드(553)를 "1"로 설정한다.
이어서, 2번 슬롯을 선택한 태그4,5, 및 6(204,205,206) 모두는 2번 슬롯 명령어(C-Slot2)를 수신한 후 이에 응답하여 T1 시간 이후에 자신의 태그신호(tag4, tag5, tag6)를 리더(100)로 전송하며(S2-4~S2-6), 이와 동시에 바로 이전 1번 슬롯(Slot1)에 응답한 태그2(202)는 2번 슬립 명령어(C-Sleep2)내 슬롯 필드(553)를 해석하여 슬립 상태로 전이한다(S4-3).
한편, 2번 슬롯(Slot2)에서 태그5(205)와 태그6(206)이 하나의 서브채널 3(CH-3)을 통해 태그신호(tag5, tag6)를 전송하였기 때문에, 신호간 충돌 및 간섭이 발생하게 되고, 이에 따라 리더(100)는 두 개의 태그신호(tag5, tag6)를 성공적으로 획득하지 못하게 된다.
그러면, 리더(100)는 3번 슬롯(Slot3)에서 슬롯 필드(553)는 "0"로 설정되고, 멀티채널 필드(554)에는 태그4(204)가 선택한 서브채널 1의 값만을 "1"로 설정된 3번 슬립 명령어(C-Sleep3)를 생성하여 송출한다.
그 결과, 태그4(204)는 다음 슬롯 구간에서 전송되는 3번 슬립 명령어(C-Sleep3)의 슬롯 필드(553)와 멀티채널 필드(554)에 저장된 정보에 응답하여 슬립 상태로 전이되나, 나머지 태그5와6(205, 206)은 다음 라운드에도 참여하여 리더와 통신을 계속 수행하게 된다.
이와 동일한 방식으로 리더(100)가 설정한 슬롯 개수까지 태그 응답을 확인한 후 현재 라운드를 종료하고 새로운 질의 명령어(C-Q)를 수행하여 새로운 라운드를 반복 수행하여 태그신호들을 모두 획득할 수 있다. 또한, 질의 명령어(C-Q) 내의 그룹 설정 필드 값을 "1"로 설정하여, 슬립 상태의 태그를 모두 활성화시켜 다시 새로운 라운드에 참여하도록 하여 태그와의 통신을 재개할 수도 있다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 태그의 상태 변화를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도11을 참조하면, 태그(200)의 상태는 크게 Ready 상태(S30), Reply 상태(S31), Acknowledged 상태(S32), Quiet 상태(S33) 등 크게 4가지의 상태로 구성될 수 있다.
리더(100)로부터 에너지를 수신 받으면, 태그(200)는 Ready 상태(S30)로 전이되어 있다가 질의 명령어(C-Q) 혹은 슬롯 명령어(C-Slot) 등을 수신 받으면 Reply 상태(S31)로 전이하여 태그신호를 리더(100)로 역산란시킨다.
이후, 해당 슬롯 내에 태그(200) 자신의 정보를 모두 송신 완료한 후 Acknowledged 상태(S32)로 전이한다. 만약, 다음 슬롯 구간에서 슬립 명령어(C-Sleep)를 수신받아, 태그(200) 자신이 선택한 슬롯 또는 서브채널에 대한 슬롯 필드 값(253)이 "1"로 설정되어 있으면, Quiet 상태(S33)로 전이하여 슬립 상태가 된다.
만약, 태그(200) 자신이 선택한 슬롯 또는 서브채널에 대한 슬롯 필드 값(253)이 "0"로 설정되어 있으면, Ready 상태(S30)로 전이하여 다음 라운드 명령어를 기다린다. Quiet 상태(S33)에 있는 태그(200)가 새로운 라운드에서 질의 명령어(C-Q) 내의 그룹 설정 필드 값이 "1"로 설정되어 있으면 Ready 상태(S30)로 전이하여 현재 라운드에 참여하여 리더(100)와 통신한다.
이와 반대로, Quiet 상태(S33)에 있는 태그(200)가 새로운 라운드에서 질의 명령어(C-Q) 내의 그룹 설정 필드 값이 "0"로 설정되어 있으면, Quiet 상태(S33)로 계속 슬립 상태를 유지한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 리더 110: 프로세서
120: 송신부 130 수신부
140 : 송수신 제어부 150: 안테나
200: 태그 210: 슬롯 선택부
220: 서브채널 선택부 230: 크기지터 복조부
240: 태그신호 생성부 250: 태그 제어부
260: 안테나

Claims (17)

  1. 슬롯과 서브채널을 분할하여 하나의 라운드를 구성하며, 슬롯 별로 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 파악하면서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널은 슬립 상태로 전이시키는 프로세서;
    상기 프로세서를 통해 생성된 명령어를 인코딩 및 크기지터 변조하여 송출하는 송신부; 및
    상기 프로세서가 슬롯 별로 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 파악할 수 있도록, 슬롯 별로 다수의 서브채널을 통해 수신되는 태그신호를 획득 및 복조하여 상기 프로세서에 제공하는 수신부를 포함하는 수동형 RFID 시스템의 리더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신부는
    상기 프로세서를 통해 생성된 명령어를 가지는 메시지를 생성하는 메시지 생성부;
    상기 메시지 생성부에 의해 생성된 메시지를 인코딩하여 I 및 Q 채널 신호를 생성하는 인코딩부; 및
    상기 I 및 Q 채널 신호를 크기지터 변조하여 안테나로 출력하는 크기지터 변조부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 RFID 시스템의 리더.
  3. 제2항에 있어서, 상기 크기지터 변조부는
    캐리어 신호를 90도 위상지연시켜 출력하는 위상 지연기;
    상기 캐리어 신호에는 상기 I 채널 신호를 믹싱하고, 상기 위상 지연기의 출력 신호에는 상기 Q 채널 신호를 믹싱하는 제1 및 제2 송신 믹서;
    상기 제1 및 제2 송신 믹서의 출력 신호의 크기를 감쇄시키는 제1 및 제2 감쇄기;
    상기 제1 감쇄기의 출력 신호에 상기 위상 지연기의 출력 신호를 더하고, 상기 제2 감쇄기의 출력 신호에 상기 캐리어 신호를 더하는 제1 및 제2 합산기; 및
    상기 제1 및 제2 합산기의 출력 신호를 더하는 제3 합산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 RFID 시스템의 리더.
  4. 제3항에 있어서, 상기 크기지터 변조부는
    상기 프로세서를 통해 생성된 명령어 중 현재 슬롯을 사용하는 태그에 태그신호 제공을 요청하는 슬롯 명령어와 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널은 슬립 상태로 전이되도록 하는 슬립 명령어를, 상기 I 및 Q 채널 신호로 입력받아 동시에 크기 변조하여 출력하는 것을 특징으로 하는 수동형 RFID 시스템의 리더.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수신부는
    상기 태그신호에 포함된 캐리어 신호를 제거하는 캐리어 복조부;
    상기 캐리어 복조부의 출력 신호로부터 서브채널별 태그신호를 추출하는 멀티 서브 캐리어 복조부;
    상기 멀티 서브 캐리어 복조부의 출력 신호로부터 유효한 태그신호의 프리엠블을 추출하는 프리엠블 추출부; 및
    상기 프리엠블 추출부의 출력 신호를 디코딩하여 상기 프로세서에 전달하는 디코딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 RFID 시스템의 리더.
  6. 리더와 통신할 슬롯을 랜덤하게 선택하는 슬롯 선택부
    상기 리더와 통신할 서브채널을 랜덤하게 선택하는 서브채널 선택부;
    상기 리더로부터 전송되는 신호를 크기지터 복조하는 크기지터 복조부;
    상기 크기지터 복조부를 통해 복조된 신호에 따라, 상기 슬롯 선택부; 및 서브채널 선택부를 통해 하나의 슬롯 및 서브채널을 선택하거나, 태그신호를 상기 리더로 전송하거나, 슬립 상태로의 진입 여부를 결정하는 태그 제어부; 및
    상기 슬롯 선택부를 통해 선택된 서브채널로 상기 태그신호를 송출하는 태그신호 생성부를 포함하는 수동형 RFID 시스템의 태그.
  7. 제6항에 있어서, 상기 크기지터 복조부는
    상기 리더로부터 전송되는 신호를 90도 및 180도 위상 지연시켜 출력하는 제1 및 제2 위상 지연기;
    상기 제1 및 제2 위상 지연기의 출력 신호들과 상기 리더로부터 전송되는 신호를 믹싱하는 제1 및 제2 수신 믹서; 및
    상기 제1 및 제2 수신 믹서의 출력 신호를 저역 통과 필터링하여 I 및 Q 채널 신호를 추출하는 제1 및 제2 저역 통과 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동형 RFID 시스템의 태그.
  8. 슬롯 기반 시간 분할 방식의 다중 서브채널 수동형 RFID 시스템에 포함된 리더의 동작 방법에 있어서,
    라운드가 시작 또는 갱신될 때에 질의 명령어를 송출하여, 현재 라운드를 구성하는 슬롯 및 서브채널의 개수를 다수의 태그에 통보하는 단계; 및
    슬롯 별로 슬롯 명령어 및 슬립 명령어를 동시에 송출하여, 태그신호를 요청함과 동시에 이전 슬롯에서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 사용한 태그는 슬립 상태로 진입시키는 단계; 및
    슬롯 별로 질의 명령어 또는 슬롯 명령어에 응답하여 전송되는 태그신호를 획득 및 분석하여 현재 슬롯에서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 파악한 후, 상기 제어 과정으로 재진입하는 단계를 포함하는 리더의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 슬롯 명령어 및 슬립 명령어는
    크기지터 변조된 I 채널 신호 및 Q 채널 신호의 형태로 송출되는 것을 특징으로 하는 리더의 동작 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 질의 명령어는
    질의 명령어임을 통보하는 정보가 저장되는 명령어 필드, 태그 그룹에 대한 정보가 저장되는 그룹 선택 필드, 슬롯 개수에 대한 정보가 저장되는 Q 필드, 및 서브채널 개수에 대한 정보가 저장되는 R 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 리더의 동작 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 슬립 명령어는
    슬립 명령어임을 통보하는 정보가 저장되는 명령어 필드, 이전 슬롯에 응답한 태그 모두가 슬립 상태로 진입할지 또는 이전 슬롯에서 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널을 사용한 태그만이 슬립 상태로 진입할지에 대한 정보가 저장되는 슬롯 필드, 및 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널에 대한 정보가 저장되는 채널 슬립 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 리더의 동작 방법.
  12. 질의 명령어가 수신되면, 상기 질의 명령어를 분석하여 현재 라운드를 구성하는 슬롯 및 서브채널의 개수를 파악하고, 리더와 통신할 하나의 슬롯 및 서브채널을 선택하는 단계; 및
    슬롯 명령어 및 슬립 명령어를 동시에 수신하고, 상기 슬롯 명령어에 응답하여 태그신호를 상기 리더에 전송하거나 상기 슬립 명령어에 응답하여 슬립 상태로의 진입 여부를 결정하는 단계를 포함하는 태그의 동작 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 질의 명령어는
    질의 명령어임을 통보하는 정보가 저장되는 명령어 필드, 태그 그룹에 대한 정보가 저장되는 그룹 선택 필드, 슬롯 개수에 대한 정보가 저장되는 Q 필드, 및 서브채널 개수에 대한 정보가 저장되는 R 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그의 동작 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 하나의 슬롯 및 서브채널을 선택하는 과정은
    상기 슬립 명령어내 상기 그룹 선택 필드를 해석하여, 현재 라운드의 참여 여부를 결정하는 단계; 및
    현재 라운드에 참여하는 경우, 상기 Q 필드 및 상기 R 필드를 해석하여 현재 라운드를 구성하는 슬롯 및 서브채널의 개수를 파악하고, 상기 리더와 통신할 하나의 슬롯 및 서브채널을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그의 동작 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 슬롯 명령어 및 슬립 명령어는
    크기지터 변조된 I 채널 신호 및 Q 채널 신호의 형태로 수신되는 것을 특징으로 하는 태그의 동작 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 슬립 명령어는
    슬립 명령어임을 통보하는 정보가 저장되는 명령어 필드, 슬롯 단위로 슬립 상태로 진입할지 또는 채널 단위로 슬립 상태로 진입할지에 대한 정보가 저장되는 슬롯 필드, 및 충돌 및 간섭이 발생하지 않는 서브채널에 대한 정보가 저장되는 채널 슬립 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그의 동작 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 슬립 상태로의 진입 여부를 결정하는 단계는
    상기 슬립 명령어내 상기 슬롯 필드를 해석하여 슬롯 단위로 슬립 상태로 진입할지 또는 채널 단위로 슬립 상태로 진입할지를 파악하는 단계;
    상기 슬롯 단위로 슬립 상태로 진입하는 경우에는, 무조건적으로 슬립 상태로 진입하는 단계; 및
    상기 채널 단위로 슬립 상태로 진입하는 경우에는 상기 채널 슬립 필드를 추가 해석하여 슬립 상태로 진입할 서브채널을 파악하고 슬립 상태로의 진입 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그의 동작 방법.
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