Abstract
ISO/IEC/WD 24753 defines new modem specifications for a long-range RFID communications and application protocol for a sensor tag system. According to the standard, the frequency offset of the tag is 4%. In general wireless communications systems, it is known that a coherent receiver is superior to a non-coherent receiver. However, if the frequency offset is large, it is difficult to restore the original data accurately with a coherent receiver, and the performance of a coherent receiver is easily degraded. In this paper, a non-coherent receiver structure is adopted to solve the frequency offset problem of long-range RFID communications. We designed a frequency estimation block to find an optimal frequency from the received signal with 4% frequency offset and proposed a start frame delimiter (SFD) detection algorithm to determine the start position of the payload. The frequency estimation block finds the optimal frequency from the received signal using 9-correlators. And the SFD detection block searches the received signal to find the start position of the payload with dual correlator. We implemented a long-range RFID reader with the proposed methods and evaluated its performance in a wired/wireless test network. The implemented long-range RFID reader showed more superior performance than the commercial RFID reader in terms of recognition range.
ISO/IEC/WD 24753은 장거리 RFID 통신을 위하여 새로운 변 복조 방법과 센서 데이터 처리를 위한 응용 프로토콜을 정의하고 있다. 이 표준안에 따르면, 태그의 주파수 오프셋은 4%이다. 일반적인 무선통신 시스템에서 많이 사용되는 동기방식의 수신기는 성능이 우수한 것으로 알려져 있으나, 만약 주파수 오프셋이 크면 성능이 저하되는 문제가 있다. 본 논문에서는 장거리 센서태그 시스템의 주파수 오프셋 문제를 해결하기 위하여 비동기 방식의 수신기 구조를 설계하였다. 본 논문에서는 4% 주파수 오프셋을 갖는 수신 신호로부터 최적 주파수를 추정하기 위하여 9쌍의 상관기로 구성되는 주파수 추정 블록을 설계 하였으며, 수신 데이터로부터 페이로드의 시작 시점을 결정하기 위하여 별도로 구성된 이중 상관기를 이용하는 SFD(Start Frame delimiter) 검출 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서는 앞에서 제안한 방법들을 이용하여 장거리 RFID 리더를 구현하였으며, 유/무선 시험망을 통하여 그 성능을 평가하였다. 본 논문에서 구현한 장거리 RFID 리더는 인식거리 측면에서 기존의 방법을 사용하는 RFID 리더기보다 더 우수한 성능을 나타내었다.
