KR20180087917A - Method and tag for backscattering communication using variable power level - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a backscatter communication method and, more specifically, to a backscatter communication method using a variable power level and a tag therefor which allow a tag applied to a backscatter communication system to variably adjust a power level to absorb or reflect a wireless signal to extend the number of bits of backscatter data to be processed by a terminal to improve a communication speed. According to an embodiment of the present invention, the backscatter communication method using a variable power level in a backscatter communication system including an access point, a terminal, and a tag comprises: a step where the tag receives a wireless signal transmitted from the access point; a step of determining a power level in response to the received wireless signal; and a step of absorbing or backscattering the received wireless signal depending on the determined power level to transmit the wireless signal to the terminal.

Description

가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법 및 이를 위한 태그{METHOD AND TAG FOR BACKSCATTERING COMMUNICATION USING VARIABLE POWER LEVEL}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a backscatter communication method using a variable power level,

본 발명은 백스캐터 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 백스캐터 통신 시스템에 적용되는 태그가 전력 레벨을 가변적으로 조절하여 무선 신호를 흡수하거나 반사함으로써, 단말이 처리할 수 있는 백스캐터 데이터의 비트 수를 확장하여 통신 속도를 향상시킬 수 있는 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법 및 이를 위한 태그에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backscatter communication system, and more particularly, to a backscatter communication system in which a tag applied to a backscatter communication system variably adjusts a power level to absorb or reflect a radio signal, To a backscatter communication method using a variable power level that can improve the communication speed by expanding the number of tags.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다. The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute the prior art.

차세대 정보 통신 기술로 주목 받고 있는 사물인터넷(IoT; Internet of Things)은 모든 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 네트워크를 통해 연결함으로써, 사용자의 조작 없이도 사람과 사물, 사물과 사물 간의 정보를 상호 송수신할 수 있는 지능형 기술 및 서비스를 의미한다. The Internet of Things (IoT), which is attracting attention as a next generation information and communication technology, incorporates sensors and communication functions in all objects and connects them through a network, so that information between people, things, objects and objects can be mutually transmitted Which means intelligent technologies and services.

이러한 사물인터넷 기술은 크게 센서, 통신, 신호처리 모듈 등으로 나눌 수 있는데, 타겟 서비스나 적용 기술에 따라서 그 구성이 달라질 수 있다.Such Internet object technology can be divided into sensor, communication, and signal processing module, and its configuration can be changed according to the target service or application technology.

또한, 사물인터넷 기술을 구현하기 위한 무선 통신 방법으로는 RFID(Radio Frequency IDentification), NFC(Near Field Communication), Zigbee, BLE(Bluetooth Low Energy), LTE(Long-Term Evolution), Wi-Fi 등 다양한 표준을 적용하고 있는데, 이러한 표준들에는 각각 장단점이 있기 때문에 IoT 서비스에 따라서 선택적으로 사용하거나 두 개 이상의 통신 방법이 사용되기도 한다.In addition, various wireless communication methods for realizing the Internet of things include Radio Frequency Identification (RFID), Near Field Communication (NFC), Zigbee, Bluetooth Low Energy (BLE), Long Term Evolution (LTE) Standards, and each of these standards has advantages and disadvantages, so it may be selectively used depending on the IoT service, or two or more communication methods may be used.

하지만, 이러한 통신 방법 모두 통신방법에 따라 개별적인 인프라 장치가 필요하며 그에 따른 추가 비용이 발생한다.However, all of these communication methods require separate infrastructure devices depending on the communication method, and additional costs are incurred accordingly.

더하여, 사물인터넷에 적용되는 센서 노드와 같은 각종 태그는 다양한 장소 및 위치에 설치되어 주변 환경 모니터링을 수행하거나 지정된 동작을 수행하게 되는 데, 원활한 전원 공급이 어려울 수 있는 환경에서는 전원 공급에 의한 제약이 발생되게 된다. 이에, 태그 등 각종 사물인터넷 기기에 배터리를 탑재하여 전원 공급의 문제를 해결하고자 하나, 배터리 수명의 한계가 있으며, 주기적으로 교체해야 한다는 문제점이 있다. In addition, various tags, such as sensor nodes applied to the Internet, are installed in various places and locations to perform the monitoring of the surrounding environment or to perform designated operations. In an environment where smooth power supply may be difficult, . Accordingly, although a battery is mounted on various Internet devices such as a tag to solve the power supply problem, there is a problem that the life of the battery is limited and the battery must be periodically replaced.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 무선 신호를 이용하여 태그를 동작시키며, 무선 신호의 후방산란(Backscatter) 방식을 이용하여 정보를 송수신할 수 있는 백스캐터 통신 시스템이 개발되고 있다. In order to solve such a problem, a backscatter communication system capable of operating a tag using a wireless signal and transmitting / receiving information using a backscatter scheme of a wireless signal has been developed.

그러나 기존의 백스캐터 통신 시스템에 적용되는 태그의 경우, 수신되는 무선 신호를 간헐적으로 반사하여 0 또는 1의 백스캐터 데이터를 전송하였다. 즉, 패킷 단위로 수신되는 무선 신호 하나를 흡수할 경우, 태그를 리딩하는 단말은 이를 0의 백스캐터 데이터로 처리하며, 반사할 경우 1의 백스캐터 데이터로 처리하는 방식으로, 무선 신호 한 개당 하나의 비트만을 전송함으로써, 표현할 수 있는 범위가 한정되어 있으며, 아울러 신속한 통신 속도의 제공이 어렵다는 문제점이 있다. However, in the case of a tag applied to a conventional backscatter communication system, the backscatter data of 0 or 1 is transmitted by intermittently reflecting the received radio signal. That is, when one radio signal received in units of packets is absorbed, the terminal that reads the tag processes it as backscatter data of 0, and when it reflects it processes it as backscatter data of 1, The range that can be expressed is limited, and it is also difficult to provide a fast communication speed.

한국등록특허 제10-15902095호 2016년 01월 25일 등록(명칭: 중계 리더기를 포함하는 Wi-Fi 백스캐터 시스템 및 그것을 이용한 협력 통신 방법Korean Registered Patent No. 10-15902095 Registered on Jan. 25, 2016 (Name: Wi-Fi backscatter system including relay reader and cooperative communication method using it

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 특히, 백스캐터 통신 시스템에 적용되는 태그가 전력 레벨을 가변적으로 조절하여 무선 신호를 흡수하거나 반사함으로써, 단말이 처리할 수 있는 백스캐터 데이터의 비트 수를 확장하여 통신 속도를 향상시킬 수 있는 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법 및 이를 위한 태그를 제공하는 데 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. In particular, a tag applied to a backscatter communication system variably adjusts a power level to absorb or reflect a wireless signal, There is provided a backscatter communication method using a variable power level that can improve the communication speed by extending the number of bits of data and a tag for the backscatter communication method.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법은 액세스 포인트, 단말, 태그를 포함하는 백스캐터 통신 시스템에 있어서, 상기 태그가, 상기 액세스 포인트로부터 송출되는 무선 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 무선 신호에 대응하여 전력 레벨을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 전력 레벨에 따라 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 후방산란시켜 상기 단말로 전송하는 단계;를 포함하여 이뤄질 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a backscatter communication method using a variable power level, the backscatter communication system including an access point, a terminal, and a tag, Receiving a radio signal transmitted from the base station; Determining a power level corresponding to the received radio signal; And absorbing or backscattering the received radio signal according to the determined power level to transmit to the terminal.

이때, 상기 결정하는 단계는 상기 수신된 무선 신호의 수신신호세기, 채널의 크기, 채널의 신호대잡음비 중 적어도 어느 하나가 조절되도록 전력 레벨을 결정할 수 있다. At this time, the determining step may determine the power level so that at least one of the received signal strength of the received radio signal, the channel size, and the signal-to-noise ratio of the channel is adjusted.

이때, 상기 결정하는 단계는 상기 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보에 따라 전력 레벨을 결정하거나, 센싱된 센서 정보의 전압 및 전류에 따라 전력 레벨을 결정하거나, 기 저장된 변조 패턴에 따라 대응하는 전력 레벨을 결정할 수 있다. At this time, the determining step may determine the power level according to the channel state information of the received radio signal, determine the power level according to the voltage and current of the sensed sensor information, or determine a power level Can be determined.

아울러, 상기 태그가 하나의 안테나 및 상기 안테나에 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수 개의 커패시터 및 상기 복수 개의 커패시터 각각의 연결을 스위칭하는 복수 개의 스위치를 포함하여 구성되는 경우, 상기 단말로 전송하는 단계는 상기 복수 개의 커패시터 중 상기 결정된 전력 레벨에 대응하는 커패시터를 확인하는 단계; 및 상기 확인된 커패시터에 연결된 스위치의 스위칭을 제어하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 후방산란시켜 상기 단말로 전송하는 단계;를 포함하여 이뤄질 수 있다. In addition, when the tag includes a single antenna and a plurality of capacitors connected in series or parallel to the antenna and a plurality of switches for switching connections of the plurality of capacitors, Identifying a capacitor corresponding to the determined power level of the plurality of capacitors; And controlling switching of a switch connected to the identified capacitor to absorb or backscatter the received radio signal and transmit it to the terminal.

아울러, 상기 태그가 서로 다른 특성의 복수 개의 안테나 및 상기 안테나 각각에 연결되는 복수 개의 스위치를 포함하여 구성되는 경우, 상기 단말로 전송하는 단계는 상기 복수 개의 안테나 중 상기 결정된 전력 레벨에 대응하는 안테나를 확인하는 단계; 및 상기 확인된 안테나에 연결된 스위치의 스위칭을 제어하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 후방산란시켜 상기 단말로 전송하는 단계;를 포함하여 이뤄질 수 있다. In addition, when the tag includes a plurality of antennas having different characteristics and a plurality of switches connected to the respective antennas, the step of transmitting to the terminal may include transmitting antennas corresponding to the determined power level among the plurality of antennas Checking; And controlling switching of a switch connected to the identified antenna to absorb or backscatter the received radio signal and transmit it to the terminal.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 태그는 적어도 하나 이상의 안테나를 포함하는 안테나부; 및 상기 안테나부를 통해 액세스 포인트로부터 송출되는 무선 신호가 수신되면, 수신된 무선 신호에 대응하여 가변적으로 조절된 전력 레벨에 따라 상기 수신된 무선 신호를 후방산란시켜 상기 안테나부를 거쳐 송출되도록 제어하는 변조부;를 포함하여 구성될 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a tag comprising: an antenna unit including at least one antenna; And a modulation unit for backscattering the received radio signal according to a power level that is variably adjusted corresponding to the received radio signal and controlling the radio signal to be transmitted through the antenna unit when the radio signal transmitted from the access point is received through the antenna unit, ; ≪ / RTI >

이때, 상기 안테나부가 하나의 안테나를 포함하는 경우, 상기 변조부는 상기 안테나에 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수 개의 커패시터 및 상기 복수 개의 커패시터 각각의 연결을 스위칭하는 복수 개의 스위치를 포함하며, 가변적으로 조절된 전력 레벨에 대응하는 커패시터의 스위칭을 제어하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 반사시킬 수 있다. In this case, when the antenna unit includes one antenna, the modulator includes a plurality of capacitors connected in series or parallel to the antenna, and a plurality of switches for switching connection of each of the plurality of capacitors, The switching of the capacitor corresponding to the power level may be controlled to absorb or reflect the received radio signal.

또한, 상기 안테나부가 서로 다른 특성의 복수 개의 안테나를 포함하는 경우, 상기 변조부는 상기 안테나 각각에 연결되는 복수 개의 스위치를 포함하며, 가변적으로 조절된 전력 레벨에 대응하는 안테나의 스위칭을 제어하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 반사시킬 수 있다. In addition, when the antenna unit includes a plurality of antennas having different characteristics, the modulator includes a plurality of switches connected to the respective antennas, and controls switching of an antenna corresponding to a variably adjusted power level, And can absorb or reflect the radio signal.

또한, 상기 전력 레벨을 조절하기 위한 제어 처리부;를 더 포함하며, 상기 제어 처리부는 상기 안테나부를 통해 수신된 무선 신호의 수신신호세기, 채널의 크기, 채널의 신호대잡음비 중 적어도 어느 하나가 조절되도록 전력 레벨을 결정하고 결정된 전력 레벨에 따른 동작이 이뤄지도록 상기 변조부를 제어할 수 있다. And a control processor for controlling the power level so that at least one of a received signal strength of a radio signal received through the antenna unit, a channel size, and a signal-to- Level and to control the modulator so that an operation according to the determined power level is performed.

이때, 상기 제어 처리부는 상기 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보에 따라 전력 레벨을 결정하거나, 센싱된 센서 정보의 전압 및 전류에 따라 전력 레벨을 결정하거나, 기 저장된 변조 패턴에 따라 대응하는 전력 레벨을 결정할 수 있다. At this time, the control processor determines the power level according to the channel state information of the received radio signal, determines the power level according to the voltage and the current of the sensed sensor information, or adjusts the corresponding power level according to the pre- You can decide.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액세스 포인트로부터 수신되는 무선 신호를 흡수 또는 반사하여 단말로 백스캐터 데이터를 전송하고자 하는 태그에 있어서, 상기 태그는 상기 단말로 전송하고자 하는 백스캐터 데이터의 비트 수에 따라 복수 개의 안테나 또는 하나의 안테나에 연결되는 복수 개의 커패시터를 포함하며, 상기 액세스 포인트로부터 무선 신호가 수신되면, 상기 수신된 무선 신호에 대응하는 전력 레벨을 가변적으로 조절하여, 상기 복수 개의 안테나 중 해당되는 안테나를 통해 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 후방산란시켜 상기 단말로 전송하거나 상기 복수 개의 커패시터 중 해당되는 커패시터를 경유하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 후방산란시켜 상기 단말로 전송되도록 제어할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a tag for transmitting backscatter data to a terminal by absorbing or reflecting a radio signal received from an access point according to an embodiment of the present invention, And a plurality of capacitors connected to a plurality of antennas or one antenna according to the number of bits of the backscatter data. When a radio signal is received from the access point, a power level corresponding to the received radio signal is variably adjusted And a controller for receiving the received radio signal through the corresponding antenna among the plurality of antennas or transmitting the received radio signal to the terminal by back scattering or absorbing the received radio signal via a corresponding one of the plurality of capacitors, To be transmitted to the terminal All.

본 발명에 따르면, 백스캐터 통신 시스템에 적용되는 태그가 전력 레벨을 가변적으로 조절하여 무선 신호를 흡수하거나 반사함으로써, 단말이 처리할 수 있는 백스캐터 데이터의 비트 수를 확장하게 된다. According to the present invention, a tag applied to a backscatter communication system variably adjusts a power level to absorb or reflect a radio signal, thereby expanding the number of bits of backscatter data that can be processed by the terminal.

아울러, 본 발명에 따라 백스캐터 데이터의 비트 수를 확장시킬 수 있어, 태그가 더 많은 정보를 전송할 수 있으며, 이를 통해 통신 속도를 향상시킬 수 있게 된다. In addition, according to the present invention, the number of bits of the backscatter data can be extended, and the tag can transmit more information, thereby improving the communication speed.

아울러, 상술한 효과 이외의 다양한 효과들이 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 수 있다.In addition, various effects other than the above-described effects can be directly or implicitly disclosed in the detailed description according to the embodiment of the present invention to be described later.

도 1은 본 발명에 따른 백스캐터 통신 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 태그에서의 동작을 보다 더 구체적으로 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 백스캐터 통신 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 태그의 주요 구성을 도시한 블록도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 태그의 구성에 대한 예시도이다. 1 is a block diagram for explaining a backscatter communication system according to the present invention.
FIG. 2 is an exemplary diagram for more specifically explaining an operation in a tag according to an embodiment of the present invention.
3 is a data flow chart for explaining a backscatter communication method according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a main configuration of a tag according to an embodiment of the present invention.
5 to 7 are diagrams illustrating an example of the configuration of a tag according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 과제 해결 수단의 특징 및 이점을 보다 명확히 하기 위하여, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 특정 실시 예를 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a more complete understanding of the nature and advantages of the present invention, reference should be made to the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.In the following description and the accompanying drawings, detailed description of well-known functions or constructions that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. It should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals as possible throughout the drawings.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the concept of terminology for describing his or her invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. The specific terminology used in the following description is provided to aid understanding of the present invention, and the use of such specific terminology may be changed into other forms without departing from the technical idea of the present invention.

이하의 설명 및 특허청구범위에서 본 발명에 따른 백스캐터 통신 시스템은 와이파이(Wi-Fi) 무선 신호를 이용하는 것을 가정하여 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 백스캐터 통신 시스템은 와이파이 무선 신호에 한정되는 것은 아니며, RFID, Zigbee 등 다양한 무선 신호를 본 발명의 백스캐터 통신 시스템에 적용할 수 있다. In the following description and claims, it is assumed that the backscatter communication system according to the present invention uses a Wi-Fi radio signal. However, the backscatter communication system according to the embodiment of the present invention is not limited to the WiFi wireless signal, and various wireless signals such as RFID and Zigbee can be applied to the backscatter communication system of the present invention.

그러면 이제, 본 발명의 실시 예에 따른 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법 및 이를 위한 태그에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Now, a backscatter communication method using a variable power level according to an embodiment of the present invention and a tag therefor will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 백스캐터 통신 시스템을 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a block diagram for explaining a backscatter communication system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 백스캐터 통신 시스템은 액세스 포인트(100), 단말(200) 및 태그(300)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, a backscatter communication system according to an embodiment of the present invention may include an access point 100, a terminal 200, and a tag 300.

액세스 포인트(100)(AP, Access Point)는 무선 신호를 송출하며, 주변 기기의 무선 네트워크의 연결을 지원하는 것으로, 본 발명의 액세스 포인트(100)는 예컨대 와이파이 무선 신호를 브로드캐스팅하여 송출할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 액세스 포인트(100)는 송출된 무선 신호를 이용하여 연결된 단말(100)의 무선 네트워크의 접속을 지원하는 과정을 수행할 수 있다. The access point 100 (AP) transmits a wireless signal and supports connection of a wireless network of a peripheral device. The access point 100 of the present invention can broadcast a Wi-Fi wireless signal, for example, have. The access point 100 according to the embodiment of the present invention can perform a process of supporting connection of a wireless network of the connected terminal 100 using the transmitted wireless signal.

단말(200)은 액세스 포인트(100)로부터 송출되는 무선 신호를 수신하고, 이에 따라 액세스 포인트(100)와의 연결 절차에 따라 채널이 설정되면, 설정된 채널을 통해 무선 네트워크에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있는 사용자의 장치를 의미한다. 이러한 단말(200)은 통상의 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등과 같이 무선 인터넷 통신 모듈, 예컨대 와이파이(Wi-Fi) 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있으며, 태그(300)를 태깅할 수 있는 일종의 리더기(reader)라 지칭될 수 있다. When a channel is set according to a connection procedure with the access point 100, the terminal 200 can receive a radio signal transmitted from the access point 100 and connect to the wireless network through a set channel to transmit and receive data Means the user's device. The terminal 200 may include a wireless Internet communication module such as a Wi-Fi communication module such as a general mobile phone, a smart phone, a tablet PC, a notebook, It can be called a kind of reader.

반면, 태그(300)는 별도의 전원 공급 장치(배터리)가 존재하지 않는 무 전지의 수동형 태그(passive tag)로, 액세스 포인트(100)로부터 무선 패킷을 수신하여 이를 에너지 하베스팅(energy harvesting), 즉 수신된 무선 신호를 이용하여 소량의 에너지를 충전하여 동작할 수 있는 장치를 의미한다. 이러한 본 발명의 태그(300)는 센서 노드의 형태로 구현될 수 있다. Meanwhile, the tag 300 is a passive tag of a battery-free battery without a separate power supply (battery), receives a wireless packet from the access point 100, and performs energy harvesting, That is, a device that can operate by charging a small amount of energy using a received radio signal. The tag 300 of the present invention can be implemented in the form of a sensor node.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 태그(300)는 액세스 포인트(100)로부터 송출되는 무선 신호를 흡수하거나 반사할 수 있으며, 반사의 경우 수신된 무선 신호를 후방산란(백스캐터, backscatter) 변조하여 반사시켜 단말(100)로 전송하게 된다. In particular, the tag 300 according to the embodiment of the present invention can absorb or reflect a radio signal transmitted from the access point 100. In case of reflection, the received radio signal is backscattered (backscattered) And transmitted to the terminal 100.

그러나, 종래의 백스캐터 통신에 적용되는 태그(300)는 액세스 포인트(100)로부터 송출되는 무선 신호를 안테나를 통해 수신하고, 간헐적 반사를 통해 0 또는 1 레벨 변조하여 단말(200)로 전송하였다. 이 경우, 패킷 단위로 수신되는 무선 신호 한 개당 하나의 비트만을 전송할 수 있어, 정보의 고속 전송은 어렵다는 문제점이 있다. However, the tag 300 applied to the conventional backscatter communication receives a radio signal transmitted from the access point 100 through an antenna, modulates the signal by 0 or 1 level through intermittent reflection, and transmits the modulated signal to the terminal 200. In this case, only one bit can be transmitted per one radio signal received on a packet-by-packet basis, which makes it difficult to transmit information at high speed.

이에, 본 발명에서는 상술한 문제점을 개선하기 위하여, 태그(300)가 단순히 간헐적으로 반사를 수행하는 것이 아니라, 수신된 무선 신호의 전력 레벨을 가변적으로 조절하여 반사시켜 단말(200)로 전달함으로써, 보다 더 다양한 비트의 정보를 단말(200)로 전달할 수 있게 된다. In order to solve the above-described problems, the present invention is not limited to the case where the tag 300 simply reflects intermittently, but the power level of the received radio signal is variably adjusted, reflected, and transmitted to the terminal 200, It is possible to transmit more various bits of information to the terminal 200.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 태그(300)에서의 무선 신호의 흡수 또는 반사에 대해 도 2를 참조하여 보다 더 구체적으로 설명하도록 한다. The absorption or reflection of the radio signal in the tag 300 according to the embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 태그에서의 동작을 보다 더 구체적으로 설명하기 위한 예시도이다. FIG. 2 is an exemplary diagram for more specifically explaining an operation in a tag according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 액세스 포인트(100)는 일정 반경 내로 무선 신호를 송출한다. 이때 송출되는 무선 신호는 패킷 단위로 송출될 수 있다. First, referring to FIG. 2A, the access point 100 of the present invention transmits a wireless signal within a predetermined radius. At this time, the transmitted radio signal can be transmitted in units of packets.

액세스 포인트(100)로부터 송출되는 무선 신호는 액세스 포인트(100)의 커버리지 내에 위치하고 있는 단말(200) 및 태그(300)가 각각 수신할 수 있다. The wireless signal transmitted from the access point 100 can be received by the terminal 200 and the tag 300 located within the coverage of the access point 100, respectively.

태그(300)는 패킷 단위로 수신된 무선 신호를 100% 후방산란 반사시켜 반사된 무선 신호를 전송할 수 있으며, 단말(200)은 태그(300)가 전달하는 무선 신호를 수신하게 된다. The tag 300 may reflect the radio signal received by the packet unit 100 and reflect the reflected radio signal 100%. The terminal 200 receives the radio signal transmitted by the tag 300.

그리고 본 발명의 단말(200)은 액세스 포인트(100)로부터 수신된 무선 신호와 태그(300)로부터 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보를 확인하게 된다. 이때, 본 발명의 단말(200)은 태그(300)로부터 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보를 이용하여 수신된 무선 신호의 수신신호세기, 채널의 크기, 채널의 신호대잡음비 중 적어도 어느 하나가 조절 되었는 지 여부를 확인할 수 있으며, 조절되지 않았을 경우 이를 100% 후방산란된 것으로 인지하고, '1 1'의 2비트 백스캐터 데이터로 처리할 수 있게 된다. The terminal 200 of the present invention checks the channel state information of the radio signal received from the access point 100 and the radio signal received from the tag 300. At this time, the terminal 200 of the present invention uses the channel state information of the radio signal received from the tag 300 to determine whether at least one of the received signal strength, the channel size, and the signal- And if it is not adjusted, it is recognized as 100% backscattered and can be processed as 2-bit backscatter data of '1 1'.

또한 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 태그(300)는 액세스 포인트(100)로부터 수신되는 무선 신호의 전력 레벨을 70%로 조절한 후 후방산란시켜 단말(100)로 전송할 수 있으며, 단말(100)은 태그(300)로부터 수신되는 무선 신호의 채널 상태 정보를 확인하여, '1 0'의 백스캐터 데이터로 처리할 수 있게 된다. 2B, the tag 300 of the present invention can adjust the power level of the radio signal received from the access point 100 to 70%, and then transmit the signal to the terminal 100 by back scattering. The mobile station 100 can check the channel state information of the radio signal received from the tag 300 and process it as backscatter data of '10'.

아울러, 도 2c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 태그(300)는 액세스 포인트(100)로부터 수신되는 무선 신호의 전력 레벨을 40%로 조절한 후 후방산란시켜 단말(100)로 전송할 수 있으며, 단말(100)은 태그(300)로부터 후방산란되어 수신되는 무선 신호의 채널 상태 정보를 확인하여 이를 '0 1'의 백스캐터 데이터로 인식할 수 있다. 2C, the tag 300 of the present invention may adjust the power level of the radio signal received from the access point 100 to 40%, and then transmit the back-scattered signal to the terminal 100, The terminal 100 can recognize the channel state information of the radio signal received backward from the tag 300 as the backscatter data of '0 1'.

아울러, 도 2d에 도시된 바와 같이, 태그(300)는 액세스 포인트(100)로부터 수신되는 무선 신호를 흡수할 수 있다. 흡수의 경우 단말(200)은 액세스 포인트(100)로부터 수신되는 무선 신호만을 수신하고, 태그(300)로부터 수신되는 무선 신호는 없으므로 이를 '0 0'의 백스캐터 데이터로 처리할 수 있게 된다. In addition, as shown in FIG. 2D, the tag 300 may absorb a radio signal received from the access point 100. FIG. In the case of absorption, the terminal 200 receives only a radio signal received from the access point 100 and can process it as '0 0' backscatter data because there is no radio signal received from the tag 300.

이와 같이 종래의 흡수, 반사만을 수행하는 태그(300)와는 다르게 본 발명의 태그(300)는 전력 레벨을 가변적으로 조절하여 수신된 무선 신호를 후방산란시켜 전송함으로써, 멀티 비트의 데이터 통신이 가능하며, 이를 통해 고속 통신이 가능하게 된다. As described above, unlike the conventional tag 300 that performs only absorption and reflection, the tag 300 according to the present invention can variably adjust the power level and rear-scatter the received radio signal to transmit multi-bit data , Thereby enabling high-speed communication.

이러한 본 발명의 백스캐터 통신 시스템에 대해 보다 더 구체적으로 설명하도록 한다. The backscatter communication system of the present invention will be described in more detail.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 백스캐터 통신 방법을 설명하기 위한 데이터 흐름도이다. 3 is a data flow chart for explaining a backscatter communication method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 액세스 포인트(100)는 일정 반경 내 무선 신호를 송출한다(S101). 여기서 송출되는 무선 신호는 패킷 단위로 송출되게 된다. Referring to FIG. 3, the access point 100 transmits a radio signal within a predetermined radius (S101). The radio signal transmitted from the base station is transmitted on a packet-by-packet basis.

그리고, 본 발명의 단말(200) 및 태그(300)는 액세스 포인트(100)로부터 송출되는 무선 신호를 패킷 단위로 각각 수신할 수 있다. The terminal 200 and the tag 300 of the present invention can receive radio signals transmitted from the access point 100 on a packet-by-packet basis.

이때, 본 발명의 태그(300)는 수신된 무선 신호의 전력 레벨을 가변적으로 조절하고 전력 레벨이 조절된 무선 신호를 후방산란 시켜 단말(200)로 전송할 수 있다(S105). At this time, the tag 300 of the present invention can variably adjust the power level of the received radio signal and transmit the radio signal whose power level is adjusted back to the terminal 200 (S105).

그리고 단말(200)은 태그(300)로부터 후방산란되어 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보를 측정하여 확인할 수 있다. The terminal 200 can measure the channel state information of the radio signal received after being scattered back from the tag 300 and confirm the channel state information.

즉, 무선 신호는 채널에 대한 채널 상태 정보를 포함할 수 있는데, Wi-Fi 무선 신호를 예로 들면, Wi-Fi 신호는 2.4Ghz 대역과 5Ghz 대역에 복수의 채널을 형성하여, 이러한 복수의 채널을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있으며, 단말(200)은 수신된 무선 신호에 대한 채널 상태 정보(CSI; Channel State Information)를 확인할 수 있게 된다. That is, a radio signal may include channel state information for a channel. For example, in a Wi-Fi radio signal, a Wi-Fi signal forms a plurality of channels in a 2.4 GHz band and a 5 GHz band, And the terminal 200 can check the channel state information (CSI) of the received radio signal.

이러한 과정을 통해 본 발명의 단말(200)은 액세스 포인트(100)로부터 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보를 확인하고, 태그(300)로부터 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보를 확인할 수 있으며, 이러한 과정을 통해 단말(200)은 태그(300)에 의해 어떠한 정보가 변동이 되었는지 여부를 확인하고 이에 따라 태그(300)가 전달하고자 하는 백스캐터 데이터로 복조화할 수 있게 된다. Through this process, the terminal 200 of the present invention can check the channel state information of the radio signal received from the access point 100 and check the channel state information of the radio signal received from the tag 300, The terminal 200 can determine whether any information has been changed by the tag 300 and demodulate it into the backscatter data that the tag 300 wants to transmit.

이때, 본 발명의 채널 상태 정보는 수신된 무선 신호의 세기, 채널의 크기, 채널의 신호대잡음비(SNR; Signal to Noise Ration) 중에서 적어도 하나를 이용하여 측정할 수 있는 정보로, 본 발명의 단말(200)은 액세스 포인트(100)로부터 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보와 태그(300)로부터 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보를 이용하여 상기 값 중 어떠한 값의 변화가 있는 지 여부를 확인할 수 있다. The channel state information of the present invention can be measured using at least one of the strength of a received radio signal, the size of a channel, and a signal to noise ratio (SNR) of a channel. 200 can check whether there is any change in the value using the channel state information of the radio signal received from the access point 100 and the channel state information of the radio signal received from the tag 300.

그리고 단말(200)은 값의 변화에 따라 대응하는 백스캐터 데이터로 태그(300)가 전송한 정보를 처리하게 된다. The terminal 200 processes the information transmitted by the tag 300 with the corresponding backscatter data according to the change of the value.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 태그(300)의 주요 구성 및 동작에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the main configuration and operation of the tag 300 according to the embodiment of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 태그의 주요 구성을 도시한 블록도이다. 4 is a block diagram showing a main configuration of a tag according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 태그(300)는 안테나부(310), 변조부(320), 제어 처리부(330) 및 저장부(340)를 포함하여 구성될 수 있다. 1 and 4, a tag 300 according to an embodiment of the present invention may include an antenna unit 310, a modulator unit 320, a control processing unit 330, and a storage unit 340 have.

각 구성 요소에 대해 보다 더 구체적으로 설명하면, 본 발명의 안테나부(310)는 일정 반경 내 액세스 포인트(100)로부터 송출되는 무선 신호를 수신하는 역할을 수행한다. 또한 본 발명의 안테나부(310)는 수신된 무선 신호를 후방산란시켜 단말(200)로 전송하는 역할을 수행할 수 있다. More specifically, the antenna unit 310 of the present invention receives a radio signal transmitted from the access point 100 within a predetermined radius. Also, the antenna unit 310 of the present invention can perform a role of backscattering the received radio signal and transmitting the back-scattered radio signal to the terminal 200.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 안테나부(310)는 적어도 하나 이상의 안테나로 구성될 수 있는데, 본 발명의 안테나부(310)가 하나의 안테나로 구성되는 경우, 안테나 임피던스 정합 회로를 포함하여 구성될 수 있으며, 캐패시터의 크기를 가변적으로 선택함으로써 전력 레벨을 조절할 수 있다. Particularly, the antenna unit 310 according to the embodiment of the present invention can be composed of at least one antenna. When the antenna unit 310 of the present invention is composed of one antenna, the antenna unit 310 includes the antenna impedance matching circuit, And the power level can be adjusted by variably selecting the size of the capacitor.

또한, 본 발명의 안테나부(310)가 서로 다른 전력 레벨을 가진 복수 개의 안테나로 구성되는 경우, 서로 다른 특정의 안테나 중 어느 하나의 안테나를 선택하는 방식으로 전력 레벨을 가변적으로 조절할 수 있다. In addition, when the antenna unit 310 of the present invention is composed of a plurality of antennas having different power levels, the power level can be variably controlled by selecting any one of the antennas.

변조부(320)는 안테나부(310)를 거쳐 전달되는 무선 신호에 대해 가변적으로 조절된 전력 레벨에 따라 수신된 무선 신호를 후방산란시켜 상기 안테나부(310)를 통해 송출되도록 제어할 수 있다. The modulator 320 scatters the received radio signal according to the power level that is variably adjusted with respect to the radio signal transmitted through the antenna unit 310, and controls the radio signal to be transmitted through the antenna unit 310.

이때, 본 발명의 변조부(320)는 가변적으로 조절된 전력 레벨에 대응하는 커패시터의 스위칭을 제어하거나 복수 개의 안테나의 스위칭을 제어하여 변조 과정을 수행하게 된다. At this time, the modulator 320 of the present invention performs modulation by controlling switching of a capacitor corresponding to a variable power level or switching of a plurality of antennas.

이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 안테나부(310)가 하나의 안테나를 포함하는 경우, 변조부(320)는 상기 안테나에 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수 개의 커패시터 및 상기 복수 개의 커패시터 각각의 연결을 스위칭하는 복수 개의 스위치를 포함할 수 있다. 그리고 변조부(320)는 가변적으로 조절된 전력 레벨에 대응하는 커패시터를 확인하고 확인된 커패시터 값에 따라 임피던스 정합 회로를 선택하여 수신된 무선 신호를 흡수하거나 반사량을 조절할 수 있다. More specifically, when the antenna unit 310 of the present invention includes one antenna, the modulator 320 includes a plurality of capacitors connected in series or parallel to the antenna, and a plurality of capacitors And may include a plurality of switches for switching connections. The modulator 320 can identify a capacitor corresponding to the variable power level and select the impedance matching circuit according to the identified capacitor value to absorb the received radio signal or adjust the amount of reflection.

아울러, 본 발명의 안테나부(310)가 복수 개의 안테나를 포함하는 경우, 변조부(320)는 상기 안테나 각각에 연결되는 복수 개의 스위치를 포함하며, 가변적으로 조절된 전력 레벨에 대응하는 안테나의 스위칭을 제어하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 반사량을 조절할 수 있다. In addition, when the antenna unit 310 of the present invention includes a plurality of antennas, the modulator 320 may include a plurality of switches connected to the respective antennas, and may switch the antennas corresponding to the power levels So that the received radio signal can be absorbed or the amount of reflection can be adjusted.

상기 과정에서 본 발명의 변조부(320)는 조절된 전력 레벨에 따라 채널의 상태를 변동시키게 된다. 즉, 수신된 무선 신호의 전력 레벨을 조절하여, 이에 따라 상기 무선 신호의 수신신호세기(Received Signal Strength Indicator), 채널의 크기, 채널의 신호대잡음비(SNR; Signal to Noise Ration) 중 적어도 어느 하나가 조절되도록 상술한 처리 과정에서 제어를 수행하게 된다. In the above process, the modulator 320 of the present invention changes the state of the channel according to the adjusted power level. That is, by adjusting the power level of the received radio signal, at least one of the Received Signal Strength Indicator, the channel size, and the signal to noise ratio (SNR) So that the control is performed in the above described process.

아울러, 본 발명의 변조부(320)는 무선 신호를 이용하여 소량의 에너지를 충전하도록 제어하는 과정을 수행할 수도 있다. In addition, the modulator 320 of the present invention may perform a process of controlling to charge a small amount of energy using a radio signal.

제어 처리부(330)는 변조부(320)가 차등적인 전력 레벨에 따라 무선 신호의 채널의 상태 값을 조절할 수 있도록 전력 레벨을 결정하는 역할을 수행한다. 예컨대, 본 발명의 제어 처리부(330)는 액세스 포인트(100)로부터 수신되는 무선 신호의 채널 상태 정보를 확인하여, 상기 무선 신호의 세기, 채널 정보 등에 대응하는 전력 레벨을 결정할 수 있다. 또한, 본 발명의 제어 처리부(330)는 특정 정보를 센싱할 수 있는 경우 센싱된 센서 정보의 전압 및 전류에 따라 전력 레벨을 결정할 수 있다. The control processor 330 determines the power level so that the modulator 320 can adjust the state value of the channel of the radio signal according to the differential power level. For example, the control processing unit 330 of the present invention can determine the power level corresponding to the strength of the radio signal, the channel information, and the like by checking the channel state information of the radio signal received from the access point 100. In addition, the control processor 330 of the present invention can determine the power level according to the voltage and current of the sensed sensor information when the specific information can be sensed.

또한, 본 발명의 제어 처리부(330)는 변조 패턴에 대한 정보를 저장하고 있을 경우, 저장된 변조 패턴에 따라 대응하는 전력 레벨을 결정할 수 있다. 예컨대, 변조 패턴이 11, 10, 01, 00의 순으로 백스캐터 데이터가 생성되도록 설정되어 있다면, 제어 처리부(330)는 상기 변조 패턴에 따라 무선 신호를 후방산란시키도록 변조부(320)를 제어하게 된다. In addition, when the control processor 330 stores information on a modulation pattern, the control processor 330 can determine a corresponding power level according to the stored modulation pattern. For example, if the backscatter data is set to be generated in the order of 11, 10, 01 and 00, the control processor 330 controls the modulator 320 to backscatter the radio signal according to the modulation pattern .

저장부(340)는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 레벨을 조절하기 위한 정보들을 저장하고 관리할 수 있다. 예를 들어, 태그(300)가 센서 노드의 형태로 구현이 될 때, 센싱된 정보에 대응하여 미리 전력 레벨을 저장할 수 있으며, 저장된 전력 레벨에 대한 정보를 제어 처리부(330)로 전달하여 해당 전력 레벨에 따라 무선 신호의 채널 상태 정보가 변경되도록 제어할 수 있게 된다. 또한, 변조 패턴에 대한 정보를 저장하고 관리할 수 있다.The storage unit 340 may store and manage information for adjusting the power level according to an embodiment of the present invention. For example, when the tag 300 is implemented in the form of a sensor node, the power level may be stored in advance in response to the sensed information, and information on the stored power level may be transmitted to the control processor 330, It is possible to control the channel state information of the radio signal to be changed according to the level. In addition, information on the modulation pattern can be stored and managed.

이와 같이, 본 발명의 태그(300)는 디지털 신호의 변조 및 전력 레벨에 따라 채널 상태를 가변적으로 조절하고 이에 따라 수신된 무선 신호를 후방산란시켜 단말(100)로 전송되도록 제어하는 역할을 수행하게 된다. As described above, the tag 300 according to the present invention controls the channel state to be varied according to the modulation and power level of the digital signal, and to transmit the received radio signal back to the terminal 100 do.

이러한 본 발명의 태그(300)의 구성을 보다 더 구체적으로 도시한 것이 도 5 내지 도 7이다. 5 to 7 show the structure of the tag 300 of the present invention in more detail.

먼저, 도 5은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태그의 구성을 도시한 예시도이다. 5 is an exemplary diagram illustrating a configuration of a tag according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 안테나부(310)는 하나의 안테나를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 5, the antenna unit 310 of the present invention may include one antenna.

그리고, 본 발명의 변조부(320)는 상기 안테나에 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수 개의 커패시터 및 상기 복수 개의 커패시터 각각의 연결을 스위칭하는 복수 개의 스위치를 포함하는 임피던스 정합 회로를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 임피던스 정합 회로는 서로 다른 캐패시터 값을 가진 캐패시터(C1, C2, C3, C4) 및 온오프 제어를 위한 스위치(S1, S2, S3, S4)를 포함하게 되면, 복수 개의 회로 라인에서 어느 하나의 라인을 선택하여 제어 처리부(330)로 전달하는 인코더(encoder)를 포함하여 구성될 수 있다. The modulator 320 of the present invention may include an impedance matching circuit including a plurality of capacitors connected in series or parallel to the antenna and a plurality of switches for switching connection of each of the plurality of capacitors . If the impedance matching circuit includes capacitors C1, C2, C3, and C4 having different capacitor values and switches S1, S2, S3, and S4 for on-off control, And an encoder for selecting one line and transmitting the selected line to the control processing unit 330.

이때, 본 발명의 인코더는 제어 처리부(330)의 제어 동작에 따라 복수의 라인 중 어느 하나의 라인의 스위치의 온오프를 제어하여 특정 라인을 선택할 수 있으며, 해당 라인의 커패시터 값에 따라 수신된 무선 신호의 흡수 또는 반사의 정도를 조절할 수 있게 된다. At this time, the encoder of the present invention can select a specific line by controlling on / off of a switch of any one of a plurality of lines according to the control operation of the control processing unit 330. In accordance with the capacitor value of the corresponding line, The degree of absorption or reflection of the signal can be adjusted.

예컨대, 본 발명의 태그(300)가 수신된 하나의 무선 신호를 이용하여 2비트 백스캐터 데이터를 전송하고자 할 경우, 본 발명의 태그(300)는 도면에 도시된 바와 같이 2비트 백스캐터 데이터 처리를 위한 총 4개의 서로 다른 커패시터 값을 가진 임피던스 정합 회로를 포함할 수 있다. 이때, 커패시터 C1을 포함하는 임피던스 정합 회로는 수신된 무선 신호를 100% 반사시킬 수 있으며, 커패시터 C2를 포함하는 임피던스 정합 회로는 수신된 무선 신호를 70% 반사시킬 수 있으며, 커패시터 C3를 포함하는 임피던스 정합 회로는 수신된 무선 신호를 40% 반사시킬 수 있으며, 커패시터 C4를 포함하는 임피던스 정합 회로는 수신된 무선 신호를 반사 없이 흡수시킬 수 있다고 가정할 때, 본 발명의 전력 제어부(330)는 수신된 무선 신호의 전력 레벨을 결정하고 전력 레벨에 대응하는 커패시터의 스위칭이 제어되도록 인코더로 명령을 전달한다. For example, when the tag 300 of the present invention is intended to transmit 2-bit backscatter data using one received wireless signal, the tag 300 of the present invention may include 2-bit backscatter data processing An impedance matching circuit having a total of four different capacitor values. At this time, the impedance matching circuit including the capacitor C1 can reflect the received radio signal by 100%, and the impedance matching circuit including the capacitor C2 can reflect the received radio signal by 70%, and the impedance including the capacitor C3 Assuming that the matching circuit can reflect the received radio signal by 40% and that the impedance matching circuit including the capacitor C4 can absorb the received radio signal without reflection, the power control section 330 of the present invention can calculate It determines the power level of the radio signal and communicates the command to the encoder so that the switching of the capacitor corresponding to the power level is controlled.

그리고 인코더는 해당 명령에 따라 4개의 스위치 중 해당 커패시터에 연결되느 스위치의 스위칭을 제어하여 임피던스 정합 회로를 통해 반사 또는 흡수가 이뤄지도록 제어할 수 있다. Then, the encoder controls the switching of the switch connected to the corresponding one of the four switches according to the command to control the reflection or absorption through the impedance matching circuit.

이때, 해당 임피던스 정합 회로가 반사인 경우, 임피던스 매칭 과정에서 발생되는 무선 신호의 후방산란 신호가 연결된 안테나를 통해 단말(200)로 송출되게 된다. At this time, when the impedance matching circuit is the reflection, the backscattering signal of the radio signal generated in the impedance matching process is transmitted to the terminal 200 through the connected antenna.

이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 태그(300)는 하나의 안테나를 포함하여 구성되는 경우, 서로 다른 커패시터의 특성을 지닌 임피던스 정합 회로를 이용하여 변조 과정을 선택적으로 수행할 수 있으며, 이러한 과정을 통해 멀티 비트의 백스캐터 데이터를 처리할 수 있게 된다. As described above, when the tag 300 includes one antenna, the tag 300 according to an exemplary embodiment of the present invention can selectively perform a modulation process using an impedance matching circuit having different characteristics of capacitors. To process multi-bit backscatter data.

이하, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 태그의 구조에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the structure of a tag according to another embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 태그의 구성을 도시한 예시도이다. FIG. 6 is an exemplary view showing a configuration of a tag according to another embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 안테나부(310)는 복수 개의 안테나를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 6, the antenna unit 310 of the present invention may include a plurality of antennas.

이때, 안테나부(310)를 구성하는 복수 개의 안테나는 서로 다른 특성을 가진 안테나이다. 예컨대, 스위치 S1에 연결된 안테나는 무선 신호를 100% 반사시킬 수 있는 안테나이며, 스위치 S2에 연결된 안테나는 무선 신호를 70% 반사시킬 수 있는 안테나이며, 스위치 S3에 연결된 안테나는 무선 신호를 40% 반사시킬 수 있는 안테나이며, 스위치 S4에 연결된 안테나는 무선 신호를 흡수할 수 있는 안테나가 될 수 있다. At this time, the plurality of antennas constituting the antenna unit 310 are antennas having different characteristics. For example, an antenna connected to the switch S1 is an antenna capable of 100% reflection of a radio signal, an antenna connected to the switch S2 is an antenna capable of reflecting 70% of a radio signal, And the antenna connected to the switch S4 may be an antenna capable of absorbing a radio signal.

이때, 본 발명의 변조부(320)는 제어 처리부(330)의 결정된 전력 레벨에 따라 해당하는 안테나를 확인하고, 해당 안테나를 이용하여 흡수 또는 반사가 이뤄질 수 있도록 연결된 스위치의 온 동작을 제어할 수 있다. At this time, the modulator 320 of the present invention checks the corresponding antenna according to the determined power level of the control processor 330 and controls the ON operation of the connected switch so that absorption or reflection can be performed using the antenna have.

이와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 태그(300)는 전송하고자 하는 백스캐터 데이터의 비트수를 고려하여 서로 다른 특성의 안테나를 복수 개 구성하고, 무선 신호가 수신되면 해당하는 안테나를 통해 후방산란된 무선 신호가 송출되도록 제어함으로써, 멀티 비트의 백스캐터 데이터를 처리할 수 있게 된다. As described above, the tag 300 according to another embodiment of the present invention has a plurality of antennas having different characteristics in consideration of the number of bits of the backscatter data to be transmitted. When a radio signal is received, By controlling the scattered radio signal to be transmitted, it becomes possible to process multi-bit backscatter data.

아울러, 본 발명의 도 5 및 도 6에서는 제어 처리부(330)가 전력 레벨을 결정하고 결정된 전력 레벨을 변조부(320)로 전달하여 변조부(320)가 해당 전송 라인의 스위치의 온오프를 제어하는 구성을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 7에 도시된 바와 같이 제어 처리부(330)가 각각의 라인과 연결되어 직접 전력 레벨에 대응하는 스위치 온 동작을 제어할 수도 있다. 5 and 6 of the present invention, the control processor 330 determines the power level and transmits the determined power level to the modulator 320 so that the modulator 320 controls the on / off of the switch of the transmission line However, the present invention is not limited thereto. As shown in FIG. 7, the control processing unit 330 may be connected to each line to control a switch-on operation corresponding to a direct power level.

아울러, 본 발명의 실시 예에서는 2비트의 백스캐터 데이터 구성을 위하여 4개의 서로 다른 커패시터를 포함하거나 4개의 안테나를 이용하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 3비트의 백스캐터 데이터 구성을 위하여 8개의 서로 다른 커패시터를 포함하거나 8개의 안테나를 이용할 수도 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, four different capacitors or four antennas are used for the 2-bit backscatter data configuration. However, the present invention is not limited to this, and 3-bit backscatter data configuration It may include eight different capacitors or eight antennas.

이상으로 본 발명의 실시 예에 따른 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법 및 이를 위한 태그에 대해 설명하였다. The backscatter communication method using the variable power level according to the embodiment of the present invention and the tag for the backscatter communication method have been described above.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시 형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. While the specification contains a number of specific implementation details, it should be understood that they are not to be construed as limitations on the scope of any invention or claim, but rather on the description of features that may be specific to a particular embodiment of a particular invention Should be understood.

개별적인 실시 형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시 형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시 형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시 형태에서 구현 가능하다. Certain features described herein in the context of separate embodiments may be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features described in the context of a single embodiment may also be implemented in multiple embodiments, either individually or in any suitable subcombination.

나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.Further, although the features may operate in a particular combination and may be initially described as so claimed, one or more features from the claimed combination may in some cases be excluded from the combination, Or a variant of a subcombination.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안된다. Likewise, although the operations are depicted in the drawings in a particular order, it should be understood that such operations must be performed in that particular order or sequential order shown to obtain the desired result, or that all depicted operations should be performed.

본 명세서에서 설명한 주제의 특정한 실시 형태를 설명하였다. 기타의 실시 형태들은 이하의 청구항의 범위 내에 속한다. Certain embodiments of the subject matter described herein have been described. Other embodiments are within the scope of the following claims.

예컨대, 청구항에서 인용된 동작들은 상이한 순서로 수행되면서도 여전히 바람직한 결과를 성취할 수 있다. 일 예로서, 첨부도면에 도시한 프로세스는 바람직한 결과를 얻기 위하여 반드시 그 특정한 도시된 순서나 순차적인 순서를 요구하지 않는다. For example, the operations recited in the claims may be performed in a different order and still achieve desirable results. By way of example, the process illustrated in the accompanying drawings does not necessarily require that particular illustrated or sequential order to obtain the desired results.

본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.The description sets forth the best mode of the invention, and is provided to illustrate the invention and to enable those skilled in the art to make and use the invention. The embodiments of the present invention described in the present specification and drawings are merely given specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

본 발명은 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법 및 이를 위한 태그에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 백스캐터 통신 시스템에 적용되는 태그가 전력 레벨을 가변적으로 조절하여 무선 신호를 흡수하거나 반사함으로써, 단말이 처리할 수 있는 백스캐터 데이터의 비트 수를 확장하여 통신 속도를 향상시킬 수 있는 발명에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a backscatter communication method using a variable power level, and more particularly, to a backscatter communication method using a variable power level, And to improve the communication speed by expanding the number of bits of backscatter data that can be processed.

이러한 본 발명은 IoT 기술 산업에 이바지할 수 있고, 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.The present invention can contribute to the IoT technology industry, has a possibility of commercialization or sales, and is practically usable because it can be practically and practically carried out.

100: 액세스 포인트
200: 단말
300: 태그
310: 안테나부
320: 변조부
330: 제어 처리부
340: 저장부100: access point
200: terminal
300: Tag
310:
320:
330: control processor
340:

Claims (11)

액세스 포인트, 단말, 태그를 포함하는 백스캐터 통신 시스템에 있어서,
상기 태그가,
상기 액세스 포인트로부터 송출되는 무선 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 무선 신호에 대응하여 전력 레벨을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 전력 레벨에 따라 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 후방산란시켜 상기 단말로 전송하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법.A backscatter communication system including an access point, a terminal, and a tag,
Wherein,
Receiving a radio signal transmitted from the access point;
Determining a power level corresponding to the received radio signal; And
Absorbing or back-scattering the received radio signal according to the determined power level and transmitting the back-scattered radio signal to the terminal;
Wherein the backscatter communication is performed using a variable power level. 제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는
상기 수신된 무선 신호의 수신신호세기, 채널의 크기, 채널의 신호대잡음비 중 적어도 어느 하나가 조절되도록 전력 레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법. The method according to claim 1,
The step of determining
Wherein the power level is determined so that at least one of the received signal strength, the channel size, and the signal-to-noise ratio of the received radio signal is adjusted. 제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는
상기 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보에 따라 전력 레벨을 결정하거나, 센싱된 센서 정보의 전압 및 전류에 따라 전력 레벨을 결정하거나, 기 저장된 변조 패턴에 따라 대응하는 전력 레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법. The method according to claim 1,
The step of determining
Determines a power level according to channel state information of the received radio signal, determines a power level according to a voltage and a current of sensed sensor information, or determines a corresponding power level according to a pre-stored modulation pattern A backscatter communication method using a variable power level. 제1항에 있어서,
상기 태그가
하나의 안테나 및 상기 안테나에 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수 개의 커패시터 및 상기 복수 개의 커패시터 각각의 연결을 스위칭하는 복수 개의 스위치를 포함하여 구성되는 경우,
상기 단말로 전송하는 단계는
상기 복수 개의 커패시터 중 상기 결정된 전력 레벨에 대응하는 커패시터를 확인하는 단계; 및
상기 확인된 커패시터에 연결된 스위치의 스위칭을 제어하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 후방산란시켜 상기 단말로 전송하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법. The method according to claim 1,
The tag
In a case where the antenna includes one antenna and a plurality of capacitors connected in series or parallel to the antenna and a plurality of switches for switching connection of each of the plurality of capacitors,
The step of transmitting to the terminal
Identifying a capacitor corresponding to the determined power level of the plurality of capacitors; And
Controlling switching of a switch connected to the identified capacitor to absorb or backscatter the received radio signal and transmit it to the terminal;
Wherein the backscatter communication is performed using a variable power level. 제1항에 있어서,
상기 태그가
서로 다른 특성의 복수 개의 안테나 및 상기 안테나 각각에 연결되는 복수 개의 스위치를 포함하여 구성되는 경우,
상기 단말로 전송하는 단계는
상기 복수 개의 안테나 중 상기 결정된 전력 레벨에 대응하는 안테나를 확인하는 단계; 및
상기 확인된 안테나에 연결된 스위치의 스위칭을 제어하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 후방산란시켜 상기 단말로 전송하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변적인 전력 레벨을 이용한 백스캐터 통신 방법. The method according to claim 1,
The tag
When the antenna includes a plurality of antennas having different characteristics and a plurality of switches connected to the respective antennas,
The step of transmitting to the terminal
Identifying an antenna corresponding to the determined power level of the plurality of antennas; And
Controlling switching of a switch connected to the identified antenna to absorb or backscatter the received radio signal and transmit it to the terminal;
Wherein the backscatter communication is performed using a variable power level. 적어도 하나 이상의 안테나를 포함하는 안테나부; 및
상기 안테나부를 통해 액세스 포인트로부터 송출되는 무선 신호가 수신되면, 수신된 무선 신호에 대응하여 가변적으로 조절된 전력 레벨에 따라 상기 수신된 무선 신호를 후방산란시켜 상기 안테나부를 거쳐 송출되도록 제어하는 변조부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그. An antenna unit including at least one antenna; And
A modulator configured to rear-scatter the received radio signal according to a power level that is variably adjusted corresponding to the received radio signal and to transmit the received radio signal through the antenna unit when the radio signal transmitted from the access point is received through the antenna unit;
≪ / RTI > 제6항에 있어서,
상기 안테나부가 하나의 안테나를 포함하는 경우,
상기 변조부는
상기 안테나에 직렬 또는 병렬로 연결되는 복수 개의 커패시터 및 상기 복수 개의 커패시터 각각의 연결을 스위칭하는 복수 개의 스위치를 포함하며, 가변적으로 조절된 전력 레벨에 대응하는 커패시터의 스위칭을 제어하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 반사시키는 것을 특징으로 하는 태그. The method according to claim 6,
When the antenna section includes one antenna,
The modulator
A plurality of capacitors connected in series or parallel to the antenna and a plurality of switches for switching connections of each of the plurality of capacitors to control switching of a capacitor corresponding to a variably adjusted power level, Absorbing or reflecting light. 제6항에 있어서,
상기 안테나부가 서로 다른 특성의 복수 개의 안테나를 포함하는 경우,
상기 변조부는
상기 안테나 각각에 연결되는 복수 개의 스위치를 포함하며, 가변적으로 조절된 전력 레벨에 대응하는 안테나의 스위칭을 제어하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 반사시키는 것을 특징으로 하는 태그. The method according to claim 6,
When the antenna section includes a plurality of antennas having different characteristics,
The modulator
And a plurality of switches connected to each of the antennas, wherein the switching of the antenna corresponding to the variably adjusted power level is controlled to absorb or reflect the received radio signal. 제6항에 있어서,
상기 전력 레벨을 조절하기 위한 제어 처리부;를
더 포함하며,
상기 제어 처리부는
상기 안테나부를 통해 수신된 무선 신호의 수신신호세기, 채널의 크기, 채널의 신호대잡음비 중 적어도 어느 하나가 조절되도록 전력 레벨을 결정하고 결정된 전력 레벨에 따른 동작이 이뤄지도록 상기 변조부를 제어하는 것을 특징으로 하는 태그. The method according to claim 6,
A control processor for adjusting the power level;
Further,
The control processing unit
A power level is determined so that at least one of a received signal strength, a channel size, and a signal-to-noise ratio of a radio signal received through the antenna unit is adjusted, and the modulator is controlled to perform an operation according to the determined power level. Tags. 제9항에 있어서,
상기 제어 처리부는
상기 수신된 무선 신호의 채널 상태 정보에 따라 전력 레벨을 결정하거나, 센싱된 센서 정보의 전압 및 전류에 따라 전력 레벨을 결정하거나, 기 저장된 변조 패턴에 따라 대응하는 전력 레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 태그. 10. The method of claim 9,
The control processing unit
Determines a power level according to channel state information of the received radio signal, determines a power level according to a voltage and a current of sensed sensor information, or determines a corresponding power level according to a pre-stored modulation pattern tag. 액세스 포인트로부터 수신되는 무선 신호를 흡수 또는 반사하여 단말로 백스캐터 데이터를 전송하고자 하는 태그에 있어서,
상기 태그는
상기 단말로 전송하고자 하는 백스캐터 데이터의 비트 수에 따라 복수 개의 안테나 또는 하나의 안테나에 연결되는 복수 개의 커패시터를 포함하며, 상기 액세스 포인트로부터 무선 신호가 수신되면, 상기 수신된 무선 신호에 대응하는 전력 레벨을 가변적으로 조절하여, 상기 복수 개의 안테나 중 해당되는 안테나를 통해 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 후방산란시켜 상기 단말로 전송하거나 상기 복수 개의 커패시터 중 해당되는 커패시터를 경유하여 상기 수신된 무선 신호를 흡수하거나 후방산란시켜 상기 단말로 전송되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태그.


A tag that absorbs or reflects a radio signal received from an access point and transmits backscatter data to a terminal,
The tag
And a plurality of capacitors connected to a plurality of antennas or one antenna according to the number of bits of backscatter data to be transmitted to the mobile station. When a radio signal is received from the access point, power corresponding to the received radio signal And a controller for controlling the level of the received radio signal to vary the level of the received radio signal to transmit the received radio signal to the terminal through absorption or back scattering of the received radio signal through the corresponding antenna among the plurality of antennas, Absorbed or backscattered and transmitted to the terminal.


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