위상 잡음의 거리 상관 효과에 따른 UHF RFID 리더의 성능 분석

Abstract

본 논문에서는 위상 잡음의 거리 상관 효과에 따른 직접 변환 방식의 UHF 대역 RFID 리더의 성능을 분석한다. UHF RFID 시스템은 일반적 인 무선 통신 방식과는 다르게 송신 캐 리어를 발생하는 LO 신호가 동시에 수신기의 국부 발진기로 사용되며, 이에 따라 태그 신호와 LO 신호 간의 거리 상관 효과에 의한 주기적인 신호 간섭 및 위상 잡음 감소 효과가 발생한다. 주기적인 신호 간섭 효과는 이론 및 시뮬레이션을 통해 I와 Q신호를 I/Q 다이버시티 개념으로 전력 결합함으로써 제거할 수 있음을 확인하였다. 위상 잡음 감소 효과는 전형적인 UHF 대역에서 동작하는 LO의 위상 잡음에 대한 전력 밀도 스펙트럼이 태그-리더 거리 및 옵셋 주파수에 따라 변화됨을 확인하였고, 이를 이용하여 심볼 에러 성능을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과, 심볼 에러에서 위상 잡음의 영향은 태그 변조 방식 중 PSK에서 특히, 변조 각도가 작을 때 크게 나타나지만, 거리 상관 효과에 의해 실제 위상 잡음이 감소되어 그 영향이 미비해짐을 확인하였다. In this paper, we analyze the performance of a direct-conversion UHF RFID reader with the range correlation effects of the phase noise. Since a UHF RFIB system uses the same oscillator to generate the transmitted carrier and the local oscillation, the periodic interference and phase noise reduction effects occur due to time delay between two signals. Through exact theory and simulation, we verify how to cancel the periodic interference phenomena using I/Q diversity combining technique. And, we analyze phase noise reduction effects due to range correlation as a function of the tag-reader distance and the offset frequency Using these results, we simulate the symbol-error-rate performance with respect to phase noise with and without range correation effects. We show that the phase noise of the local oscillator has little effect on the symbol-error-rate performance because of phase noise reduction by range correlation.