해양 긴급구조시스템용 능동형 RFID 기기의 통신거리 확장을 위한 설계 연구
The Design of Extending Communication Distance for Active RFID Device of Marine Rescue System
- 주제(키워드) 해양 긴급구조시스템 , 능동형 RFID , 통신거리 , 수신감도 , Communication Distance , Active RFID , Marine Rescue System
- 발행기관 서강대학교 정보통신대학원
- 지도교수 김승욱
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 정보통신대학원 정보통신시스템
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000056095
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
본 연구 논문에서는 해양에서 조난사고 발생 시 개인의 생명을 구조하기 위하여 실시간 위치 추적이 가능한 개인용 능동형 RFID 시스템을 설계하였다. 이를 위하여 선행 연구에서 발견된 한정된 통신거리의 문제를 기술적으로 극복하여 먼 바다까지 통신이 원활한 장거리 능동형 RFID 송수신 시스템을 설계하고 검증시험을 하였다. 제안기법으로는 통신거리 확장을 위한 자유공간 전파손실 모델 이론에 근거하여 사용된 주파수 대역과 통신거리 조건에서 전파의 감쇄량을 구했으며, 송신측 결합손실, 수신측 결합손실 및 프레넬 반경 손실을 고려하여 추가적으로 필요한 링크버짓을 계산하였다. 또한 필요로 하는 링크버짓을 획득하기 위하여 수신기의 복조기를 변경하였으며, 저잡음증폭기를 부가하였으며, 전송속도를 낮추고 채널필터의 대역폭을 줄이는 방법 등으로 선행 연구 대비 총 25[dB]의 수신감도 이득을 획득하였다. 또한 해양 환경에서 통신하는 점을 고려하여 가시거리 확보를 위한 지구곡면에 대한 구조적 모델과 프레넬 존 반경을 고려하여 목표로 하는 통신거리 확보를 위해서 기지국 안테나의 높이를 충분히 높여야 함을 이론적인 수식을 통해 산출하였다. 제안기법을 통해 개선된 수신감도를 갖는 수신기와 9[dBi] 이득을 갖는 안테나를 사용하여 실제 해상에서 실험한 결과, 선행 연구에 비해 약 4배의 통신범위로 확장되어 15마일(약 28km) 거리에서 RFID 송신기의 위치 인식이 가능하였다.
more초록/요약
In this thesis, I designed a personal active RFID real-time location tracking system to save the lives of individuals in distress incidents at the sea. Technically, I overcame the problem of limited communication range found in previous studies by designing them to a long-range active RFID transmitting and receiving system capable of communicating to the far sea, then I performed a verification test. The proposed method was to obtain the attenuation of radio waves on the condition of communication distance and the frequency band that was used based on the theory of free space propagation loss model. I calculated the additionally required link budget, considering the transmitting-side coupling loss, receiving-side coupling loss, and Fresnel radius loss. In order to obtain the necessary link budget, I changed the demodulator in the receiver, added a low-noise amplifier, lowered the transmission rate, and reduced the bandwidth of the channel filter. Then, I was able to acquire 25 [dB] more sensitive reception than those of the previous studies. In addition, as the communication is done in the marine environment, I used a theoretical formula to calculate the height of the base station antenna must be enough to secure the target communication distance, considering the structural model of the earth's surface and the Fresnel zone radius to secure the visibility distance. As a result of the field test in the actual sea, using the receiver of which sensitivity had been improved through the proposed mechanism and the antenna with 9 [dBi] gain, the communication range was extended about four times those of previous studies so that I was able to locate the RFID transmitter from 15 miles (about 28km) away.
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