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몬테카를로(Monte-Carlo) 방법을 적용한 수동형 900MHz 대역의 RFID 간섭 분석
Monte-Carlo Based Interference Analysis of 900MHz Passive RFID systems 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신, v.43 no.1 = no.343, 2006년, pp.9 - 18  

김영환 (광운대학교 대학원 전파공학과) ,  어필선 (광운대학교 대학원 전파공학과) ,  양훈기 (광운대학교 전파공학과) ,  박승근 (한국전자통신연구원) ,  강봉순 (동아대학교 전기전자컴퓨터 공학부) ,  김영수 (경희대학교 전자정보대학 전파통신공학과) ,  육종관 (연세대학교 전기전자공학부)

초록
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본 논문에서는 몬테카를로(Monte-Carlo) 방법을 이용해서 900MHz 수동형 RFID 시스템간의 간섭확률(Probability of Interference)을 획득하는 방법을 제시한다. 간섭원으로 동작하는 RFID 리더 방사 마스크 (emission mask)가 주워졌을 때 방사 마스크로부터 수신기 필터로 수신되는 in-band 간섭전력을 적은 계산 량으로 계산하는 방법을 제시하며 또한 수신 필터의 특성이 주워졌을 때 블로킹에 의한 out-of-band 간섭전력을 계산하는 방법도 제시한다. 제시된 방법에 근거해서 900MHz 대역에서 FHSS 시스템을 사용하는 RFID시스템의 경우와 채널을 센싱 후 송신을 시작하는 LBT 기능이 있는 FHSS 시스템 두 경우에 대해서 간섭확률을 계산한다. ERO에서 개발한 SEAMCAT 소프트웨어로 시뮬레이션하고 SEAMCAT 알고리즘MATLAB 툴로 구현 후 MATLAB으로 시뮬레이션 하여 결과가 거의 유사함을 보인다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a Monte-Carlo based method to obtain a probability of interference in the 900MHz passive RFID systems. We show an efficient algorithm to calculate not only in-band interference due to unwanted emission of interfering sources for a given emission mask, but out-of-band interference...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 Monte-Carlo 방법에 의해 900MHz 대역 RFID 환경을 설정하여 간섭확률을 조사 하고자 한다. 특히 Monte-Carlo 방식에 기반 하여 ERO에서 개발한 SEAMCAT 소프트웨어를 사용해서 간섭 분석하고 이를 MATLAB으로 프로그래밍 해서 SEAMCAT으로얻어진 결과와 비교한다.
  • 하는 송신 신호의 PSD를 말한다. 여기서 PSD는 RBW(Reference Bandwidth)에 따라 정해져야 하며 RBW는 하나의 시스템에서도 주파수 별로 다르게 규정되어 있다对可 RFID의 경우에도 여러 표준화 기구에서 서로 다른 방사 마스크를 제안하였으며 본 논문에서는 Gen2에서 규정한 방사 마스크를 사용해서 간섭 분석을 하고자 한다[9].

가설 설정

  • (4)에서 巳-响3는 1 Hz 가 아닌 임의의 주파수 간격으로 계산된 샘플 값이라고 가정하자. 샘플 간격이 균일할 필요는 없다.
  • Multi-Reader 환경의 방사 마스크는 채널에 따라 변하도록 규정하였으며 이때 RBW는 Gen2 스펙에서는 500KHz이나 본 논문에서는 국내 기준을 적용해서 200KHZ로 가정하였다. 그림 2와 같이 방사 마스크에서 간섭 영역은 수신기 필터의 대역(색칠된 부분)을 모두 적분해 주면 된다.
  • RFID 리더의 수신필터에 대한 avref) 특성에 대해서 특별히 정해진 값이 없으므로 본 논문에서는 그림 6 과 같이 transistion 밴드가 0 Hz 이고 Out~of-Band 에서는 100dB 감쇄 시키는 Brick Wall 형태의 수신기 필터를 사용한다고 가정하여 HI절에서 시뮬레이션 하였다. VR 수신기 필터 마스크 특성이 그림 6과 같으면 블로킹 간섭은 무시할 정도의 값을 가지게 되나 수신기의 필터 마스크 특성이 충분히 좋지 않다면 블로킹 특성에 의한 간섭도 고려해 주어야 한다.
  • 의한 간섭 등 3가지로 분류된다. RFID 시스템은 Frequency division 된 멀티채널 방식을 사용하기 때문에 Intermodulation을 고려해야 하나 리더 LNA가 충분히 선형성을 가지고 있다고 가정하여 본 논문에서는 Intermodulation 간섭은 생략하였다.
  • 간섭을 일으키는 IT 리더의 개수는 1개, 5개(100개가 균일하게 분포되어 있으며 그 중 5% 만 active 한 상태), 10개의 경우로 하였고 안테나 빔 패턴의 일치성을 고려하기 위해서 P向를 사용한다. f 는 간섭을 일으키는 IT와 간섭을 받는 咨의 빔 패턴이 정확히 마주 볼 때를 100%로 가정한 것이며 실제 환경에서는 VR 리더와 IT리더의 빔패턴이 정확히 마주볼 가능성은 거의 없으므로 여기에서는 최악의 상황에 해당하는 尸^心=100%와 임의 상황 Pp源=25%인 경우에 대해서 각각 시뮬레이션 하였다.
  • 시뮬레이션에서는 r 을 3m, 5m, R을 100m, IKm의 경우에 대해서 시뮬레이션 하였다. 리더가 채널을 선택하는 방식은 FHSS 방식의 경우와 리더가 채널을 센싱해서 비어있는 채널을 선택하는 LBT(Listen Before Talk) 방식을 가미한 FHSS 방식, 두 가지 경우를 가정하였다. 시뮬레이션에서는 V玉이 중심주파수가 910.
  • 3m와 5m 각각 의자 유공 간 경로 손실을 고려하여 태그에 수신되는 전력을 구하였다. 태그에 수신되는 전력 대 전원 구동 전력반사파 반송파 '전력을 제외하고 정보를 전달하는 반사파 변조파 전력의 비, 즉 태그의 효율은 태그 설계 사양에 따라 달라지나 여기서는 편의상 -10EB, -14dB, - 18dB 3가지 경우를 가정하였다Ⅲ. 태그에서 방사되는 변조 신호 전력은 경로 손실을 거쳐서 리더에 전달되며 이때 수신되는 전력이 dRSS가 된다.
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참고문헌 (11)

  1. Klaus Finkenzeller, 'RFID Handbook 2nd Edition,' Wiley, 2003 

  2. CEPT Administrations, 'Compatibility of planned SRD applications with currently existing Radio-communication applications in the frequency band 863-870MHz (ERC report 37),' ERC within the CEPT, Feb 2004 

  3. CEPT Administrations, 'Compatibility of Bluetooth with other existing and proposed Radio-communication systems in the 2.45GHz frequency bond (ERC reportl09),' ERC within the CEPT, Oct 2001 

  4. CEPT Administrations, 'A comparison of the mmzmum coupling loss method, enhanced muumum coupling loss method, and the monte-carlo simulation (ERG reportl01),' ERC within the CEPT, May 1999 

  5. CEPT Administrations, 'Monte-Carlo Simulation methodology for the use in sharing and compatibility studies between different radio services or systems (ERG report68),' ERC within the CEPT, February 2000 

  6. Jakes, William C., Jr., 'Microwave Mobile Communications,' John Wiley & Sons, 1974 

  7. Rec. ITU- R SM329-10(Unwanted emissions in the spurious domain) 

  8. Rec. ITU-R SMl541-1(Example calculation of a permissible OoB power ratio and power limits from a permissible GoB mask) 

  9. EPC Global, 'EPG Radio-Frequency Identity Protocols dass-1 generation-2 UHF RFID protocols for communications at 860MHz-960MHz version 1.0.7,' EPC global, pp.26-27,86-87,2004 

  10. Jerome Deloziere, Arnaud Toury, and Marc Le Devendec, 'SEAMGAT User Manual,' ERO, February, 2004 

  11. Karthaus, U, Fischer, M., 'Fully integrated passioe UHF RFID transponder IC with 16.7-/spl mu/W minimum RF input power,' IEEE Journal of Solid-State Circuits, Volume 38, Issue 10, pp. 1602-1608, Oct. 2003 

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