KR101227554B1 - 수동형 ｒｆｉｄ 환경에서 ｒｆｉｄ 리더 복조 장치 및 방법 - Google Patents

수동형 ｒｆｉｄ 환경에서 ｒｆｉｄ 리더 복조 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수동형 RFID 환경에서 서브캐리어 수신신호에 대한 RFID 리더 복조 장치 및 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 송신 에너지(TX CW) 성분에 의해 발생할 수 있는 DC 오프셋 왜곡 잡음에 의해 왜곡된 서브캐리어 태그신호에 대하여 서브캐리어 디지털 복조 방식으로 태그 정보를 추출하도록 함으로써, DC 오프셋 잡음이 존재하는 수동형 RFID 환경에서 DC 주파수 성분을 가지는 서브캐리어 신호를 수신하여 DC 오프셋 잡음을 효과적으로 제거하고, 서브캐리어 디지털 복조를 통하여 태그 정보를 검출할 수 있다.
Figure R1020090086062
RFID, 리더, DC 오프셋, 잡음, 서브캐리어, 디지털 복조

Description

수동형 ＲＦＩＤ 환경에서 ＲＦＩＤ 리더 복조 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS OF A RFID READER DEMODULATOR IN A PASSIVE RFID ENVIRONMENT}
본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 리더 복조 장치에 관한 것으로, 특히 송신 에너지 성분에 의해 리더(reader) 수신단(receiver)에 발생할 수 있는 DC 오프셋(offset) 잡음(noise)에 의해 왜곡된 태그 신호(tag signal)에 대하여 효과적으로 DC 오프셋 잡음을 제거하고, 서브캐리어 디지털 복조(sub-carrier digital demodulation)를 보다 정확히 수행할 수 있는 수동형 RFID 환경에서 RFID 리더 복조 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
통상적으로, RFID 기술은 무선 주파수를 사용하여 고유한 식별 정보(identification information)를 가지고 있는 태그(tag)로부터 비접촉식으로 정보를 독출하거나 기록함으로써 태그가 부착된 물건, 동물 및 사람 등을 인식, 추적 및 관리할 수 있도록 하는 기술이다.
즉, RFID 기술이란 전파를 이용해 먼 거리에서 정보를 인식하는 기술을 말한다. 이와 같은 RFID 기술의 구현을 위해서는 RFID 태그와, RFID 판독기가 필요하 다. 위 언급된 RFID 태그는 안테나와 집적회로로 이루어지는데, 집적회로 안에 정보를 기록하고 안테나를 통해 판독기에게 정보를 송신한다.
이러한 정보는 태그가 부착된 대상을 식별하는 데 이용되며, 쉽게 말해 바코드(bar code)와 비슷한 기능을 하는 것이다. RFID가 바코드 시스템(bar code system)과 다른 점은 빛을 이용해 판독하는 대신 전파(electric wave)를 이용한다는 것이다. 따라서 바코드 판독기처럼 짧은 거리에서만 작동하지 않고, 먼 거리에서도 태그를 읽을 수 있으며, 심지어 물건과 물건 사이에 있는 물체를 통과해서 정보를 수신할 수도 있다.
위와 같은, RFID 기술을 이용한 RFID 시스템은 고유한 식별 정보를 지니며, 물건이나 동물 등에 부착되는 다수의 태그(electronic tag 또는 transponder)와 태그의 정보를 읽거나 쓰기 위한 RFID 리더(reader 또는 interrogator)로 구성됨은 전술한 바와 같다.
이때, 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.
즉, 오직 판독기의 동력만으로 칩의 정보를 읽고 통신하는 RFID를 수동형(passive) RFID라 한다. 반수동형(semi-passive) RFID란 태그에 건전지가 내장되어 있어 칩의 정보를 읽는데는 그 동력을 사용하고, 통신에는 판독기의 동력을 사용하는 것을 말한다. 마지막으로 능동형(active) RFID는 칩의 정보를 읽고 그 정보 를 통신하는 데 모두 태그의 동력을 사용한다.
또한, RFID 시스템은 RFID를 동력 대신 통신에 사용하는 전파의 주파수로 구분하기도 한다. 낮은 주파수를 이용하는 RFID를 LFID(Low-Frequency IDentification)이라 하는데, 120∼140 킬로헤르츠(khz)의 전파를 사용한다. HFID(High-Frequency IDentification)는 13.56 메가헤르츠(Mhz)를 사용하며, 그보다 한층 높은 주파수를 이용하는 장비인 UHFID(UltraHigh-Frequency IDentification)는 868-956 메가헤르츠 대역의 전파를 이용한다.
위와 같은, RFID 기술은 굉장히 다양한 분야에 활용되고 있다. 육상 선수들의 기록을 재거나 상품의 생산 이력을 추적하는 데서부터 여권이나 신분증 등에 태그를 부착해 개인 정보를 수록, 인식하는 데까지 폭넓게 쓰인다.
또한, '하이패스'라고 불리는 요금 징수 시스템이나 교통카드에도 RFID가 이용된다. 그리고, 동물의 피부에 태그를 이식해 야생동물 보호나 가축 관리 등에 사용하기도 하며, 때때로, 태그는 사람 몸에 이식되기도 한다. 앞으로 RFID가 사용될 수 있는 분야는 더욱 넓다. 특히, RFID는 바코드의 대체품으로서 주목을 받고 있다. 이와 같이, RFID가 바코드의 대체품으로 주목받는 이유는, RFID 태그는 메모리로 집적 회로를 사용하기 때문에, 단순한 음영으로 정보를 기록하는 바코드보다 더 다양한 정보를 수록할 수 있기 때문에 활용도 훨씬 넓기 때문이다.
따라서, 바코드처럼 물건의 종류만 식별하는 대신 RFID를 이용하게 되면 개개의 물품이나 사람, 또는 물건마다 일련번호를 부여할 수 있다. 이런 기능들은 물건의 재고를 관리하고 절도를 방지하는 데 큰 도움이 된다.
위 설명한 바와 같은 RFID가 활용되는 다양한 분야에 더불어, 최근 들어 RFID 적용 분야는 팔렛 및 상자 단위 인식으로부터 개별 단위 물품인식으로 그 영역을 점차 확장하고 있는 추세이며, 현재 UHF대역의 고성능 Gen2 프로토콜 규격을 금속 및 액체 환경에 유리한 HF 대역으로 적용하기 위한 ISO 18000-3 Part 3(HF Gen2) 국제 표준화가 진행 중에 있다. 상기 HF Gen2 규격에서 태그가 리더로 송출하는 서브캐리어 방식은 맨체스터 서브캐리어와 밀러 서브캐리어 두 가지 방식이 기술되어 있다.
위 언급된 맨체스터 서브캐리어와 밀러 서브캐리어 두 가지 방식 중 특히 맨체스터 서브캐리어 신호는 도 1과 같이 심볼(symbol) 반주기 내에 4개의 펄스 사이클(pulse cycle)을 가지는 형태로, 주파수 영역에서 DC 성분이 존재한다. HF 대역에서 자계결합 방식으로 RFID 태그와 통신하는 RFID 리더는 하나의 안테나로 송수신을 수행함으로써, 큰 출력 파워를 이용하여 태그와 통신할 경우 리더 수신단에 DC 오프셋 잡음이 발생할 수 있으며, 이에 의해 태그 신호가 왜곡될 경우 리더의 복조 성능이 열화될 수 있다.
도 2는 맨체스터 서브캐리어 태그 신호를 나타낸 시간-신호레벨의 그래프 예시도 이고, 도 3은 오프셋 잡음에 의해 왜곡된 맨체스터 서브캐리어 태그 신호를 나타낸 시간-신호레벨의 그래프 예시도 이다.
위 도 3에서 보여지는 바와 같이, RFID 리더의 수신단으로 누설된 송신 에너지 성분은 DC 오프셋 왜곡 잡음(DC-offset noise)을 발생시킬 수 있다.
즉, 맨체스터 서브캐리어 신호와 같이 주파수 영역에서 DC 성분을 가지는 서브캐리어 신호가 DC 오프셋 잡음에 의해 왜곡될 경우 RFID 리더 수신단의 복조 성능에 열화가 발생하며, 이로 인하여 RFID 리더 수신단에서 수신되는 태그 신호로부터 유용한 태그 정보를 추출할 수 없게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 리더 안테나를 통해 입력되는 서브캐리어 태그 신호에 DC 오프셋 잡음 현상 등에 의한 왜곡 잡음이 존재하여 태그 신호가 왜곡되더라도 효율적으로 DC 오프셋 잡음을 제거함과 동시에 서브캐리어 디지털 복조방식으로 태그 신호를 보다 정확하게 복원할 수 있도록 하는 수동형 RFID 환경에서 RFID 리더 복조 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
상술한 본 발명은 RFID 리더 복조 장치로서, 위상 또는 진폭 변이 방식으로 변조되어 수신되는 서브캐리어 방식의 태그 신호로부터 상기 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음을 제거하는 DC 오프셋 제거기와, 상기 DC 오프셋 왜곡 잡음이 제거된 상기 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거하여 복조시키는 서브캐리어 디지털 복조기를 포함한다.
또한, 상기 DC 오프셋 제거기는, 상기 태그 신호의 특성에 정합되는 정합필터와, 상기 정합필터로부터 정합되어 출력되는 상기 태그 신호에 대해 절대값을 생 성하여 출력시키는 절대값 생성기를 포함한다.
또한, 상기 정합필터는, 상기 태그 신호의 입력 특성에 정합되어, 상기 태그 신호의 입력 시 최대의 출력값을 출력시키고, 상기 태그 신호의 포함된 잡음성분은 억제시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정합필터는, 상기 서브캐리어와 같은 형태의 구형 펄스 타입으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 서브캐리어 디지털 복조기는, 상기 태그 신호에 대해 미리 설정된 레퍼런스 레벨값을 기준으로 상기 태그 신호에 포함된 저잡음을 제거시키는 레벨 결정기와, 상기 레벨 결정기로부터 저잡음이 제거된 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거시켜 베이스밴드 신호를 생성하는 저역 통과 필터와, 상기 저역 통과 필터를 통해 생성된 베이스밴드 신호를 미리 설정된 일정 전압레벨값을 기준으로 제한시키는 리미터를 포함한다.
또한, 상기 저역 통화 필터는, 상기 태그 신호를 미리 설정된 저역의 주파수로 필터링시켜 상기 태그 신호에 포함된 서브캐리어를 제거시키는 것을 특징으로 하며, 상기 태그 신호는, RFID가 부착된 물품의 태그정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, RFID 리더 복조 장치는, 상기 서브캐리어 디지털 복조기에서 복조된 상기 태그 신호를 디코딩하여 태그 정보를 추출하는 디코딩부를 더 포함한다.
상기 디코딩부는, 상기 복조된 태그 신호로부터 데이터 펄스를 복원하여 상기 데이터 펄스의 펄스폭에 기초해 심볼 데이터를 결정하는 심볼 결정기와, 상기 심볼 데이터의 패턴을 조합하여 상기 태그 신호의 프리앰블을 검출하고, 검출된 프리앰블을 이용하여 상기 태그 정보를 추출하는 프리앰블 검출기를 포함한다.
또한, 본 발명은 RFID 리더 복조 방법으로서, 위상 또는 진폭 변이 방식으로 변조되어 수신되는 서브 캐리어 방식의 태그 신호로부터 상기 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음을 제거하는 단계와, 상기 DC 오프셋 왜곡 잡음이 제거된 상기 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거하여 복조시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제거단계는, 상기 태그 신호에 대해 상기 태그 신호의 특성에 맞는 정합필터를 이용하여 정합시키는 단계와, 상기 정합되어 출력되는 상기 태그 신호에 대해 절대값을 생성하여 출력시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 정합필터는, 상기 태그 신호의 입력 특성에 정합되어, 상기 태그 신호의 입력 시 최대의 출력값을 출력시키고, 상기 태그 신호의 포함된 잡음성분은 억제시키며, 상기 서브캐리어와 같은 형태의 구형 펄스 타입으로 구현되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복조 단계는, 상기 태그 신호에 대해 미리 설정된 레퍼런스 레벨값을 기준으로 상기 태그 신호의 신호레벨을 결정하여 상기 태그 신호에 포함된 저잡음을 제거시키는 단계와, 상기 저잡음이 제거된 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거시켜 베이스밴드 신호를 생성하는 단계와, 상기 베이스밴드 신호를 미리 설정된 일정 전압레벨값을 기준으로 제한시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 베이스밴드 신호 생성 단계에서, 상기 태그 신호를 미리 설정된 저역의 주파수로 필터링시켜 상기 태그 신호에 포함된 서브캐리어를 제거시키는 것 을 특징으로 한다.
또한, 상기 태그 신호는, RFID가 부착된 물품의 태그정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 RFID 리더 복조 방법은, 상기 복조 단계 이후, 상기 복조된 상기 태그 신호를 디코딩하여 태그 정보를 추출하는 디코딩 단계를 더 포함하되, 상기 디코딩 단계는, 상기 복조된 태그 신호로부터 데이터 펄스를 복원하여 상기 데이터 펄스의 펄스폭에 기초해 심볼 데이터를 결정하는 단계와, 상기 심볼 데이터의 패턴을 조합하여 상기 태그 신호의 프리앰블을 검출하고, 검출된 프리앰블을 이용하여 상기 태그 정보를 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명에서는 송신 에너지(TX CW) 성분에 의해 발생할 수 있는 DC 오프셋 왜곡 잡음에 의해 왜곡된 서브캐리어 태그 신호에 대하여 서브캐리어 디지털 복조 방식으로 태그 정보를 추출하도록 함으로써, DC 오프셋 잡음이 존재하는 수동형 RFID 환경에서 DC 주파수 성분을 가지는 서브캐리어 신호를 수신하여 DC 오프셋 잡음을 효과적으로 제거하고, 서브캐리어 디지털 복조를 통하여 태그 정보를 보다 정확하게 검출할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하 기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브캐리어 디지털 복조 구조를 가지는 RFID 리더 복조 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 RFID 리더 복조 장치(404)는 크게 RF 복조기(RF demodulator)(400)와 A/D 변환기(Analog/Digital Converter)(402)와의 인터페이스(interface)를 가지며, DC 오프셋 제거기(DC offset cancellation)(410), 서브캐리어 디지털 복조기(sub-carrier digital demodulator)(418), 디코딩부(decoding block)(424) 등을 포함한다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 RFID 리더 복조 장치(404)의 각 구성요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, DC 오프셋 제거기(410)는 정합필터(matched filter)(406) 및 절대값 생성기(408)를 포함하며, A/D 변환기(402)로부터 입력되는 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음을 피드 포워드(feed forward) 방식으로 제거한다.
이때, 위에서 기술한 DC 오프셋 제거기(410)에서 정합필터(406)는 디지털 통 신시스템의 수신기에서 전송 중에 부가되는 잡음의 영향을 감소시키기 위해 사용되는 필터로 필터 인자가 미리 알려진 입력신호의 특성에 정합되어, 해당 신호 입력 시 최대의 출력값을 나타내도록 구현되는 필터이다.
즉, 디지털 통신에서는 펄스의 파형이나 크기는 별로 중요하지 않고, 펄스의 존재유무를 정확하게 판별하는 것이 중요하므로, 정합필터(406)에는 펄스의 폭(T) 주기 동안 펄스의 존재 유무를 판별하는 순간에 입력신호의 성분을 최대로 강조한다.
또한, 정합필터(406)는 동시에 잡음성분의 억제를 통해 펄스의 존재유무를 판별해서 에러 확률을 가장 작게하는 동작을 수행한다.
본 발명의 정합필터(406)는 도 5에 도시된 바와 같이 서브캐리어와 같은 구형 펄스 타입의 신호 형태와 이득(gain) 블록 등을 포함하여 구성되어, 태그 신호가 DC 오프셋 왜곡 잡음에 의해 변동(fluctuation)이 생기더라도 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 잡음을 효과적으로 제거하도록 한다.
도 6에 도시된 결과는 도 3의 DC 오프셋 잡음에 의해 왜곡된 맨체스터 서브캐리어 태그 신호가 도 4의 정합필터(406) 및 절대값 생성기(408)로 구성된 DC 오프셋 제거기(410)를 통과한 결과를 도시한 그래프 예시도 이다.
다음으로, 레벨 결정기(level decision block)(412)는 수신된 태그 신호의 레벨을 결정하는 장치로, 수신하고자 하는 태그 신호의 레퍼런스 레벨값(yref)을 미리 설정하여 수신된 태그 신호 중 미리 설정된 레퍼런스 레벨값 이상의 레벨의 신 호만이 수신되도록 한다.
이에 따라, 도 6에서와 같이 DC 오프셋이 제거된 태그 신호가 레벨 결정기(412)를 통과하는 경우 태그 신호(ye1(t))에 포함된 레퍼런스 레벨값(yref) 이하의 저잡음은 모두 제거되어 도 7에서와 같이 저잡음이 제거된 태그 신호(ye2(t))가 생성된다.
이때, 레벨 결정기(412)에서는 아래의 [수학식 1]에서와 같이 태그 신호(ye1(t))에 포함된 레퍼런스 레벨값(yref) 이하의 저잡음을 제거하여 저잡음이 제거된 태그 신호(ye2(t))를 생성한다.
Figure 112009056153621-pat00001
이어, 위와 같이, 레벨 결정기(412)로부터 저잡음 제거된 태그 신호는 저역 통과 필터(low pass filter)(414)로 입력되는데, 저역 통과 필터(414)는 레벨 결정기(412)로부터 저잡음이 제거되어 출력된 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거시켜 베이스 밴드 신호(baseband signal)를 생성시킨다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브캐리어 디지털 복조기(418) 동작에 의해 태그 신호의 서브캐리어가 제거된 베이스 밴드 신호를 나타낸 시간-신호레벨 의 그래프 예시도이다.
이어, 저역 통과 필터(414)로부터 서브캐리어가 제거되어 생성된 베이스 밴드 신호는 리미터(limiter)(416)로 입력되며, 리미터(416)에서는 베이스 밴드 신호에 대해 미리 설정된 일정한 전압 레벨(voltage level)을 기준으로 신호의 크기를 제한하여 TTL 레벨의 신호를 생성한다.
도 9는 리미터(416)를 통해 서브캐리어가 제거된 베이스 밴드 신호가 TTL 레벨의 신호로 생성되어 출력된 결과를 보여주는 그래프 예시도로, 도 9에서 보여지는 바와 같이, 리미터(416)를 통해 서브캐리어가 제거된 베이스 밴드 신호가 일정 전압레벨을 기준으로 신호의 크기가 제한되어 펄스 파형의 TTL 레벨의 신호로 생성되는 것을 알 수 있다.
이어, 리미터(416)를 통해 일정 전압레벨 기준으로 신호의 크기가 제한된 TTL 레벨의 태그 신호는 디코딩부(424)를 통해 디코딩되어 태그 신호에 실려진 태그 정보가 추출된다.
이하, 디코딩부(424)에서의 동작을 상세히 살펴보면, 먼저 디코딩부(424)는 심볼 결정기(symbol decision block)(420)와 프리앰블 검출기(preamble extractor)(422)를 포함한다.
심볼 결정기(420)는 리미터(416)로부터 입력된 태그 신호로부터 데이터 펄스(data pulse)를 복원하고, 복원된 데이터 펄스의 펄스폭에 기초해 심볼 데이터(symbol data)를 결정한다. 예를 들어, 심볼 결정기(420)는 FMO(frequency modulation 0) 태그 신호가 입력되는 경우, 복원되는 데이터 펄스의 펄스폭이 좁은 것을 비트(bit) 0, 데이터 펄스폭이 넓은 것을 비트 1로 결정할 수 있다.
프리앰블 검출기(422)는 심볼 결정기(420)에서 출력되는 심볼 데이터들의 패턴(pattern)을 조합하여 규격에 정의된 프리앰블과 일치하는지를 판단함으로써, 태그 신호의 프리앰블을 검출하고, 검출된 프리앰블을 이용하여 태그 정보를 추출한다.
즉, 심볼 데이터로부터 태그 데이터의 시작 정보를 담고 있는 프리앰블을 검출하고, 이를 기초로 태그 정보를 검출하여 출력한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 송신 에너지(TX CW) 성분에 의해 발생할 수 있는 DC 오프셋 왜곡 잡음에 의해 왜곡된 서브캐리어 태그신호에 대하여 서브캐리어 디지털 복조 방식으로 태그 정보를 추출하도록 한다.
즉, 수신된 태그 신호에 대해 태그 신호에 신호 특성에 정합된 정합필터(406)와 절대값 생성기(408)를 이용하여 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 잡음을 제거시킴으로써, DC 오프셋 잡음이 존재하는 수동형 RFID 환경에서 DC 주파수 성분을 가지는 서브캐리어 신호를 수신하여 DC 오프셋 잡음을 효과적으로 제거한다.
또한, 이와 같이, DC 오프셋 잡음이 제거된 태그 신호에 대해 레벨 결정기(412)와 저역 통과 필터(414), 리미터(416) 등의 서브캐리어 디지털 복조기(418)를 이용하여 태그 신호에 포함된 서브캐리어를 제거하고, 태그 신호의 복조를 통하여 태그 정보를 검출할 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명 의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
도 1은 종래 맨체스터 서브캐리어 심볼 신호 형태를 나타낸 그래프 예시도,
도 2는 종래 심볼 1 및 심볼 0로 구성된 맨체스터 서브캐리어 태그 신호 스트림을 나타낸 시간-신호레벨의 그래프 예시도,
도 3은 종래 DC 오프셋 잡음에 의해 왜곡된 맨체스터 서브캐리어 태그신호를 나타낸 시간-신호레벨의 그래프 예시도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브캐리어 디지털 복조 방식을 위한 RFID 리더 복조 장치를 나타낸 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음을 제거하기 위한 정합필터 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음이 제거된 신호 레벨의 그래프 예시도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 6의 신호에 포함된 저잡음이 제거된 신호 레벨의 그래프 예시도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브캐리어가 제거된 베이스밴드 신호 레벨의 그래프 예시도,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 8의 베이스밴드 신호가 리미터를 통과한 TTL 레벨의 신호 그래프 예시도.
<도면의 주요 부호에 대한 간략한 설명>
400 : RF 복조기 402 : A/D 변환기
406 : 정합필터 408 : 절대값 생성기
412 : 레벨 결정기 414 : 저역 통과 필터
416 : 리미터 420 : 심볼 결정기
422 : 프리앰블 검출기

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 위상 또는 진폭 변이 방식으로 변조되어 수신되는 서브캐리어 방식의 태그 신호로부터 상기 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음을 제거하는 DC 오프셋 제거기와,
    상기 DC 오프셋 왜곡 잡음이 제거된 상기 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거하여 복조시키는 서브캐리어 디지털 복조기를 포함하되,
    상기 DC 오프셋 제거기는,
    상기 태그 신호의 특성에 정합되는 정합필터와,
    상기 정합필터로부터 정합되어 출력되는 상기 태그 신호에 대해 절대값을 생성하여 출력시키는 절대값 생성기
    를 포함하는 RFID 리더 복조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 정합필터는,
    상기 태그 신호의 입력 특성에 정합되어, 상기 태그 신호의 입력 시 최대의 출력값을 출력시키고, 상기 태그 신호의 포함된 잡음성분은 억제시키는 RFID 리더 복조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정합필터는,
    상기 서브캐리어와 같은 형태의 구형 펄스 타입으로 구현되는 RFID 리더 복조 장치.
  5. 위상 또는 진폭 변이 방식으로 변조되어 수신되는 서브캐리어 방식의 태그 신호로부터 상기 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음을 제거하는 DC 오프셋 제거기와,
    상기 DC 오프셋 왜곡 잡음이 제거된 상기 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거하여 복조시키는 서브캐리어 디지털 복조기를 포함하되,
    상기 서브캐리어 디지털 복조기는,
    상기 태그 신호에 대해 미리 설정된 레퍼런스 레벨값을 기준으로 상기 태그 신호에 포함된 저잡음을 제거시키는 레벨 결정기와,
    상기 레벨 결정기로부터 저잡음이 제거된 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거시켜 베이스밴드 신호를 생성하는 저역 통과 필터와,
    상기 저역 통과 필터를 통해 생성된 베이스밴드 신호를 미리 설정된 일정 전압레벨값을 기준으로 제한시키는 리미터
    를 포함하는 RFID 리더 복조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 레벨 결정기는,
    아래의 [수학식]에 따라 상기 태그 신호에 포함된 상기 레퍼런스 레벨값(yref) 이하의 저잡음을 제거하여 저잡음이 제거된 태그 신호(ye2(t))를 생성시키는 RFID 리더 복조 장치.
    [수학식]
    Figure 112009056153621-pat00002
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 저역 통화 필터는,
    상기 태그 신호를 미리 설정된 저역의 주파수로 필터링시켜 상기 태그 신호에 포함된 서브캐리어를 제거시키는 RFID 리더 복조 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 위상 또는 진폭 변이 방식으로 변조되어 수신되는 서브캐리어 방식의 태그 신호로부터 상기 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음을 제거하는 DC 오프셋 제거기와,
    상기 DC 오프셋 왜곡 잡음이 제거된 상기 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거하여 복조시키는 서브캐리어 디지털 복조기와,
    상기 서브캐리어 디지털 복조기에서 복조된 상기 태그 신호를 디코딩하여 태그 정보를 추출하는 디코딩부를 포함하되,
    상기 디코딩부는,
    상기 복조된 태그 신호로부터 데이터 펄스를 복원하여 상기 데이터 펄스의 펄스폭에 기초해 심볼 데이터를 결정하는 심볼 결정기와,
    상기 심볼 데이터의 패턴을 조합하여 상기 태그 신호의 프리앰블을 검출하고, 검출된 프리앰블을 이용하여 상기 태그 정보를 추출하는 프리앰블 검출기
    를 포함하는 RFID 리더 복조 장치.
  11. 삭제
  12. 위상 또는 진폭 변이 방식으로 변조되어 수신되는 서브 캐리어 방식의 태그 신호로부터 상기 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음을 제거하는 단계와,
    상기 DC 오프셋 왜곡 잡음이 제거된 상기 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거하여 복조시키는 단계를 포함하되,
    상기 제거단계는,
    상기 태그 신호에 대해 상기 태그 신호의 특성에 맞는 정합필터를 이용하여 정합시키는 단계와,
    상기 정합되어 출력되는 상기 태그 신호에 대해 절대값을 생성하여 출력시키는 단계
    를 포함하는 RFID 리더 복조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 정합필터는,
    상기 태그 신호의 입력 특성에 정합되어, 상기 태그 신호의 입력 시 최대의 출력값을 출력시키고, 상기 태그 신호의 포함된 잡음성분은 억제시키는 RFID 리더 복조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 정합필터는,
    상기 서브캐리어와 같은 형태의 구형 펄스 타입으로 구현되는 RFID 리더 복조 방법.
  15. 위상 또는 진폭 변이 방식으로 변조되어 수신되는 서브 캐리어 방식의 태그 신호로부터 상기 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음을 제거하는 단계와,
    상기 DC 오프셋 왜곡 잡음이 제거된 상기 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거하여 복조시키는 단계를 포함하되,
    상기 복조 단계는,
    상기 태그 신호에 대해 미리 설정된 레퍼런스 레벨값을 기준으로 상기 태그 신호의 신호레벨을 결정하여 상기 태그 신호에 포함된 저잡음을 제거시키는 단계와,
    상기 저잡음이 제거된 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거시켜 베이스밴드 신호를 생성하는 단계와,
    상기 베이스밴드 신호를 미리 설정된 일정 전압레벨값을 기준으로 제한시키는 단계
    를 포함하는 RFID 리더 복조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 태그 신호에 포함된 저잡음을 제거시키는 단계에서,
    아래의 [수학식]에 따라 상기 태그 신호에 포함된 상기 레퍼런스 레벨값(yref) 이하의 저잡음을 제거하여 저잡음이 제거된 태그 신호(ye2(t))를 생성시키는 RFID 리더 복조 방법.
    [수학식]
    Figure 112009056153621-pat00003
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 베이스밴드 신호 생성 단계에서,
    상기 태그 신호를 미리 설정된 저역의 주파수로 필터링시켜 상기 태그 신호에 포함된 서브캐리어를 제거시키는 RFID 리더 복조 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 위상 또는 진폭 변이 방식으로 변조되어 수신되는 서브 캐리어 방식의 태그 신호로부터 상기 태그 신호에 포함된 DC 오프셋 왜곡 잡음을 제거하는 단계와,
    상기 DC 오프셋 왜곡 잡음이 제거된 상기 태그 신호에 대해 서브캐리어를 제거하여 복조시키는 단계와,
    상기 복조된 상기 태그 신호를 디코딩하여 태그 정보를 추출하는 디코딩 단계를 포함하되,
    상기 디코딩 단계는,
    상기 복조된 태그 신호로부터 데이터 펄스를 복원하여 상기 데이터 펄스의 펄스폭에 기초해 심볼 데이터를 결정하는 단계와,
    상기 심볼 데이터의 패턴을 조합하여 상기 태그 신호의 프리앰블을 검출하고, 검출된 프리앰블을 이용하여 상기 태그 정보를 추출하는 단계
    를 포함하는 RFID 리더 복조 방법.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8885773B2 (en) * 2010-04-22 2014-11-11 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Radio architecture for an ultra low power receiver
KR20120025747A (ko) * 2010-09-08 2012-03-16 한국전자통신연구원 맨체스터 서브캐리어 신호에 대한 수동형 ｒｆｉｄ 리더 디지털 복조 장치 및 방법
KR102018527B1 (ko) 2012-10-18 2019-09-05 한국전자통신연구원 고주파 대역의 다량 태그 일괄 인식 시스템
KR102139552B1 (ko) 2014-04-11 2020-07-31 삼성전자주식회사 무선 통신 장치 및 그것의 동작 방법
EP3426146B1 (en) * 2016-03-10 2023-05-03 Etectrx, Inc. Ingestible bio-telemetry communication network
CH712608A1 (de) * 2016-06-27 2017-12-29 Legic Identsystems Ag RFID-Empfänger und Verfahren zum Extrahieren von in einem Funksignal codierten Datenbits.
US10491437B2 (en) * 2017-01-11 2019-11-26 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Circuits for amplitude demodulation and related methods
US10374848B2 (en) 2017-01-11 2019-08-06 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Amplitude demodulators and related methods
US10447350B2 (en) 2017-01-11 2019-10-15 Mediatek Singapore Pte. Ltd. High-speed circuits for active load modulation and related methods
WO2019071321A1 (en) * 2017-10-12 2019-04-18 Somark Group Limited METHOD AND SYSTEM FOR STORING INFORMATION ELEMENTS
US10839173B2 (en) * 2017-11-09 2020-11-17 Intermec, Inc. RFID motion triggering
KR20220144533A (ko) * 2021-04-20 2022-10-27 삼성전자주식회사 Nfc 장치, nfc 장치 동작 방법 및 상기 nfc 장치를 포함하는 통신 시스템
CN114070690B (zh) * 2021-11-25 2023-09-26 北京紫光青藤微***有限公司 一种非接触卡机、噪声处理方法及装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006512821A (ja) * 2002-12-30 2006-04-13 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ マルチモード受信機

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7026935B2 (en) * 2003-11-10 2006-04-11 Impinj, Inc. Method and apparatus to configure an RFID system to be adaptable to a plurality of environmental conditions
KR100596005B1 (ko) * 2004-11-30 2006-07-05 한국전자통신연구원 복조 회로
US7583179B2 (en) * 2005-02-22 2009-09-01 Broadcom Corporation Multi-protocol radio frequency identification transceiver
KR100732277B1 (ko) * 2005-05-30 2007-06-25 주식회사 하이닉스반도체 불휘발성 강유전체 메모리를 포함하는 ｒｆｉｄ에서의 변/복조 장치
US7821378B2 (en) * 2005-09-29 2010-10-26 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for receiving tag signal in mobile RFID reader
CN101460899A (zh) * 2005-10-28 2009-06-17 莫伊克斯公司 Rfid接收器
US7417496B2 (en) * 2005-12-06 2008-08-26 Electronics And Telecommunications Research Institute Demodulator circuit of RFID system
US7742751B2 (en) * 2006-12-20 2010-06-22 Intel Corporation Filter scheme for receiver
US20080238621A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-02 Broadcom Corporation Multi-mode rfid reader architecture

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006512821A (ja) * 2002-12-30 2006-04-13 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ マルチモード受信機

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