KR102536005B1 - Method and Apparatus for Setting Reception Threshold in Backscatter Communication - Google Patents

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광운대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed is a reception threshold setting method in backscatter communication and a device therefor, which can reduce an error that occurs when interpreting received information and prevent transmission delays that occurs due to the error. The reception threshold setting method according to an embodiment of the present invention may comprise: a signal acquisition step of acquiring at least one received signal; a threshold setting step of calculating and setting a reception threshold based on signal measurement values of each of the at least one received signal; a measurement value prediction processing step of calculating a signal measurement prediction value for each of at least one expected reception signal based on a learning model previously learned by inputting pre-stored reception history information; an error determination step of comparing the reception threshold and the signal measurement prediction value to determine occurrence of a signal interpretation error; and a signal reception processing step of setting a final reception threshold for signal reception using the reception threshold according to the result of determination on the signal interpretation error.

Description

백스캐터 통신에서의 수신 임계값 설정 방법 및 그를 위한 장치{Method and Apparatus for Setting Reception Threshold in Backscatter Communication}Method and apparatus for setting reception threshold in backscatter communication {Method and Apparatus for Setting Reception Threshold in Backscatter Communication}

본 발명은 백스캐터 통신에서 수신 단말기의 수신 임계값을 설정하는 방법 및 그를 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명에 대한 연구는 과학기술 정보 통신부 및 정보통신기술 진흥센터의 SW 중심 대학지원 사업의 연구결과와 관련된다(No. 2017-0-00096).The present invention relates to a method for setting a reception threshold of a receiving terminal in backscatter communication and an apparatus therefor. Research on the present invention is related to the research results of the SW-centered university support project of the Ministry of Science and ICT and the Information and Communication Technology Promotion Center (No. 2017-0-00096).

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section simply provide background information on the embodiments of the present invention and do not constitute prior art.

일반적으로 백스캐터 통신(Backscatter Communication)은 공중에 있는 무선 신호를 백스캐터 태그가 반사 또는 흡수를 하여 정보를 생성하고 수신 단말기로 전달한다. 그러면 수신 단말기는 기 설정된 임계값을 기준으로 하여 신호의 전압이 임계점보다 클 경우 반사된 신호로 해석하고, 신호의 전압이 기 설정된 임계값보다 작을 경우 흡수된 신호로 해석하여 수신된 정보를 해석한다. 이 때, 반사된 신호의 전압이 설정 임계값보다 작을 경우 또는 흡수된 신호의 전압이 설정 임계값보다 클 경우 정보 해석에 에러가 발생하게 된다. 백스캐터 통신 환경에서는 신호의 전압이 수시로 변화하기 때문에 에러가 자주 발생한다.In general, in backscatter communication, a backscatter tag reflects or absorbs a wireless signal in the air to generate information and transmit it to a receiving terminal. Then, based on the preset threshold, the receiving terminal interprets the signal as a reflected signal when the voltage of the signal is greater than the threshold, interprets the signal as an absorbed signal when the voltage of the signal is less than the preset threshold, and interprets the received information. . At this time, when the voltage of the reflected signal is less than the set threshold or when the voltage of the absorbed signal is greater than the set threshold, an error occurs in information interpretation. In a backscatter communication environment, errors often occur because the voltage of a signal frequently changes.

종래의 백스캐터 통신에서의 임계값은 데이터를 전송하기 이전에 1과 0의 컨트롤 패킷을 전달하여 설정한다. 이후 설정된 임계값으로 수신 정보를 해 석하였을 때 위와 같은 상황으로 인해 정보 해석 시 에러가 발생하면 다시 1과 0의 컨트롤 패킷을 전송하여 임계값을 재설정하게 된다. 하지만, 임계값을 재설정하는 과정으로 인해 네트워크 오버헤드가 발생하고 전송지연이 발생하게 되는 문제점이 있다. The threshold in the conventional backscatter communication is set by transferring control packets of 1 and 0 before data is transmitted. Afterwards, when the received information is interpreted with the set threshold, if an error occurs during information interpretation due to the above situation, the control packet of 1 and 0 is sent again to reset the threshold. However, there are problems in that network overhead and transmission delay occur due to the process of resetting the threshold.

본 발명은 백스캐터 통신에서 수신 단말기가 수신 신호를 해석하는 방식에서 수신 신호의 신호 측정값을 사용하여 수신 임계값을 설정하고, 수신 신호에 대해 예측된 신호 측정 예측값을 기반으로 신호 해석 에러의 발생 여부를 판단하여 최종 수신 임계값을 설정하는 백스캐터 통신에서의 수신 임계값 설정 방법 및 그를 위한 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.In the present invention, in a method in which a receiving terminal analyzes a received signal in backscatter communication, a reception threshold is set using a signal measurement value of a received signal, and a signal interpretation error occurs based on the signal measurement prediction value predicted for the received signal. The main object of the present invention is to provide a method for setting a reception threshold in backscatter communication and an apparatus for the same in which the final reception threshold is set by determining whether or not.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위한 백스캐터 통신 시스템의 수신 단말기에서 수신 임계값을 설정하는 방법에 있어서, 수신 임계값 설정 방법은, 적어도 하나의 수신 신호를 획득하는 신호 획득 단계; 상기 적어도 하나의 수신 신호 각각의 신호 측정값을 기반으로 수신 임계값을 산출하여 설정하는 임계값 설정 단계; 기 저장된 수신 히스토리 정보를 입력으로 기 학습된 학습 모델을 기반으로 적어도 하나의 예상 수신 신호 각각의 신호 측정 예측값을 산출하는 측정값 예측 처리 단계; 상기 수신 임계값과 상기 신호 측정 예측값을 비교하여 신호 해석 에러의 발생 여부를 판단하는 에러 판단 단계; 및 신호 해석 에러에 대한 판단 결과에 따라 상기 수신 임계값을 이용하여 신호 수신을 위한 최종 수신 임계값을 설정하는 신호 수신 처리 단계를 포함할 수 있다. According to one aspect of the present invention, in a method for setting a reception threshold in a receiving terminal of a backscatter communication system for achieving the above object, the method for setting the reception threshold includes a signal acquisition step of acquiring at least one received signal. ; a threshold value setting step of calculating and setting a reception threshold based on a signal measurement value of each of the at least one received signal; a measurement value prediction processing step of calculating a signal measurement prediction value of each of the at least one expected reception signal based on a pre-learned learning model by inputting pre-stored reception history information; an error determination step of determining whether a signal interpretation error has occurred by comparing the reception threshold with the predicted signal measurement value; and a signal reception processing step of setting a final reception threshold for signal reception using the reception threshold according to a result of determining a signal interpretation error.

또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위한 백스캐터 통신 시스템에서 수신 임계값을 설정하는 장치에 있어서, 수신 단말기는, 적어도 하나의 수신 신호를 획득하는 신호 획득부; 상기 적어도 하나의 수신 신호 각각의 신호 측정값을 기반으로 수신 임계값을 산출하여 설정하는 임계값 설정부; 기 저장된 수신 히스토리 정보를 입력으로 기 학습된 학습 모델을 기반으로 적어도 하나의 예상 수신 신호 각각의 신호 측정 예측값을 산출하는 측정값 예측 처리부; 상기 수신 임계값과 상기 신호 측정 예측값을 비교하여 신호 해석 에러의 발생 여부를 판단하는 에러 판단부; 및 신호 해석 에러에 대한 판단 결과에 따라 상기 수신 임계값을 이용하여 신호 수신을 위한 최종 수신 임계값을 설정하는 신호 수신 처리부를 포함할 수 있다. In addition, according to another aspect of the present invention, in the apparatus for setting the reception threshold in a backscatter communication system for achieving the above object, the reception terminal includes: a signal acquisition unit for acquiring at least one received signal; a threshold setting unit that calculates and sets a reception threshold based on a signal measurement value of each of the at least one received signal; a measurement value prediction processing unit that calculates a signal measurement prediction value of each of at least one expected reception signal based on a pre-learned learning model by inputting pre-stored reception history information; an error determining unit comparing the reception threshold with the predicted signal measurement value to determine whether a signal interpretation error has occurred; and a signal reception processor configured to set a final reception threshold for signal reception using the reception threshold according to a result of determining a signal interpretation error.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 수신 단말기에서 수신 정보 해석 시 발생하는 에러율을 낮출 수 있고, 에러 발생 때문에 임계점을 재설정하는 과정에서 발생하는 전송 지연을 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention has an effect of reducing an error rate occurring when interpreting received information in a receiving terminal and preventing transmission delay occurring in a process of resetting a threshold due to an error occurrence.

또한, 본 발명은 불필요한 컨트롤 패킷을 보내지 않고, 임계값을 설정하여 신호 수신이 가능하여 네트워크 오버헤드를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of reducing network overhead by enabling signal reception by setting a threshold value without sending unnecessary control packets.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백스캐터 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수신 단말기를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백스캐터 통신에서의 수신 임계값 설정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신 단말기를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신 임계값 설정 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
1 is a schematic block diagram of a backscatter communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic block diagram of a receiving terminal according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of setting a reception threshold in backscatter communication according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic block diagram of a receiving terminal according to another embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram for explaining a reception threshold setting operation according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다. 이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명에서 제안하는 백스캐터 통신에서의 수신 임계값 설정 방법 및 그를 위한 장치에 대해 자세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, although preferred embodiments of the present invention will be described below, the technical idea of the present invention is not limited or limited thereto and can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art. Hereinafter, a reception threshold setting method and apparatus for backscatter communication proposed in the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 백스캐터 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 1 is a schematic block diagram of a backscatter communication system according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 백스캐터 통신 시스템은 송신 단말기(110), 태그(120) 및 수신 단말기(130)을 포함한다. 도 1의 백스캐터 통신 시스템은 일 실시예에 따른 것으로서, 도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 백스캐터 통신 시스템에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다. The backscatter communication system according to the present embodiment includes a transmitting terminal 110 , a tag 120 and a receiving terminal 130 . The backscatter communication system of FIG. 1 is according to an embodiment, and all blocks shown in FIG. 1 are not essential components, and in another embodiment, some blocks included in the backscatter communication system may be added, changed, or deleted. there is.

송신 단말기(110)는 배경 전파 신호인 RF 신호를 방사하는 동작을 수행한다. 송신 단말기(110)는 TV 신호, Bluetooth 신호, LoRA 신호, 기지국 신호, 라디오 신호, Wi-Fi 신호, 정현파 신호 등의 배경 전파 신호를 송신할 수 있으며, 주변 전자기기에서 방사되는 다양한 형태의 RF 신호를 제공하는 장치일 수 있다. The transmitting terminal 110 performs an operation of radiating an RF signal, which is a background radio wave signal. The transmitting terminal 110 may transmit background radio signals such as TV signals, Bluetooth signals, LoRA signals, base station signals, radio signals, Wi-Fi signals, and sine wave signals, and various types of RF signals emitted from nearby electronic devices. It may be a device that provides.

송신 단말기(110)는 복수의 단말기로 구현될 수 있으며, 일상 생활에 배치된 Wi-Fi 액세스 포인트(AP), UHD TV 타워 등과 같은 전자기기일 수 있다. The transmitter terminal 110 may be implemented as a plurality of terminals, and may be an electronic device such as a Wi-Fi access point (AP), a UHD TV tower, etc. deployed in daily life.

태그(120)는 백스캐터(후방 산란) 태그로서, 초저전력 소모로 데이터를 전송하는 동작을 수행한다. The tag 120 is a backscatter (backscatter) tag, and performs an operation of transmitting data with ultra-low power consumption.

태그(120)는 송신 단말기(110)에서 방사된 RF 신호를 무선 통신의 소스로 활용하며, 송신 단말기(110)에서 방사하는 신호를 백스캐터 통신을 통하여 자신의 센서 데이터 정보를 변조하여 반사하는 역할을 수행할 수 있는 회로로 구현될 수 있다. The tag 120 utilizes the RF signal emitted from the transmitting terminal 110 as a source of wireless communication and modulates and reflects the signal emitted from the transmitting terminal 110 through backscatter communication with its own sensor data information. It can be implemented as a circuit capable of performing

태그(120)는 RF 신호를 흡수하거나 RF 신호를 변조하여 생성된 신호를 출력할 수 있다. The tag 120 may absorb an RF signal or output a signal generated by modulating the RF signal.

수신 단말기(130)는 송신 단말기(110), 태그(120) 등으로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호를 해석하여 데이터를 도출한다. The receiving terminal 130 receives signals from the transmitting terminal 110, the tag 120, and the like, analyzes the received signals, and derives data.

수신 단말기(130)는 백스캐터 통신을 통해 수신되는 수신 신호의 신호 측정값(예: 전압, 신호세기, 진폭)을 사용하여 수신 임계값을 설정할 수 있다. The receiving terminal 130 may set the receiving threshold using signal measurement values (eg, voltage, signal strength, amplitude) of the received signal received through backscatter communication.

수신 단말기(130)는 수신된 신호를 디코딩하여 태그(120)가 전송하는 수신 신호에 대한 데이터를 도출한다. 특히 수신 단말기(130)는 신호 측정값을 수신 임계값과 비교하여 1 또는 0을 선언하여 데이터를 도출한다. The receiving terminal 130 decodes the received signal to derive data for the received signal transmitted by the tag 120. In particular, the receiving terminal 130 derives data by comparing the measured signal value with the reception threshold value and declaring 1 or 0.

이하, 본 실시예에 따른 백스캐터 통신 시스템의 동작을 설명하도록 한다. Hereinafter, the operation of the backscatter communication system according to the present embodiment will be described.

본 발명의 백스캐터 통신 시스템은 배경 전파 신호를 이용한 백스캐터 통신에서 수신 단말기(130)가 수신한 신호에 대한 정보를 해석하는 방식에 대해서 수신 신호의 신호 측정값을 사용하여 수신 임계값을 설정하고 순환 신경망(예: LSTM 알고리즘)을 사용하여 수신 신호를 예측하여 수신 임계값의 조정 여부를 결정하는 방식을 제안한다.The backscatter communication system of the present invention sets a reception threshold using a signal measurement value of a received signal for a method of interpreting information on a signal received by the receiving terminal 130 in backscatter communication using a background radio wave signal, We propose a method of determining whether to adjust the reception threshold by predicting the received signal using a recurrent neural network (eg LSTM algorithm).

백스캐터 통신은 다음과 같이 이루어진다. 공중에 있는 무선 신호를 백스캐터 태그(120)가 반사 또는 흡수를 하여 정보를 생성하고 수신 장치(130)로 전달한다. 그러면 수신 단말기(130)는 기 설정된 수신 임계값을 기준으로 하여 신호의 전압이 수신 임계값보다 클 경우 반사된 신호로 해석하고, 신호의 전압이 기 설정된 수신 임계값보다 작을 경우 흡수된 신호로 해석하여 수신된 정보를 해석한다. Backscatter communication is performed as follows. The backscatter tag 120 reflects or absorbs a radio signal in the air to generate information and transmits the information to the receiving device 130 . Then, based on the preset reception threshold, the receiving terminal 130 interprets the signal as a reflected signal if the voltage of the signal is greater than the reception threshold, and interprets it as an absorbed signal if the voltage of the signal is less than the preset reception threshold. to interpret the received information.

본 발명에서 제안하는 수신 신호 전압 예측 알고리즘은 수신 임계값 설정 시 컨트롤 패킷을 전송하는 기존의 백스캐터 통신과는 달리, 데이터 전송을 통해 수신되는 신호의 신호 측정값(예: 전압, 신호세기, 진폭)을 사용하여 수신 임계점을 설정한다. Unlike conventional backscatter communication that transmits control packets when setting the reception threshold, the algorithm for predicting the received signal voltage proposed in the present invention measures the signal measurement values (e.g., voltage, signal strength, amplitude) of the signal received through data transmission. ) to set the reception threshold.

구체적으로, 송신 단말기(110)로부터 전송된 신호가 태그(120)로부터 반사된 신호와 송신 단말기(110)로부터 전송된 신호가 합쳐진 수신 신호를 반사 신호라 하고, 송신 단말기(110)로부터 전송된 신호가 태그(120)로부터 흡수되어 송신 단말기(110)로부터 전송된 신호만을 의미하는 수신 신호를 흡수 신호라 하면 수신 단말기(130)는 반사 신호와 흡수 신호의 신호 측정값에 대한 평균을 구하여 수신 임계값을 설정한다. Specifically, a received signal obtained by combining a signal transmitted from the transmitting terminal 110 with a signal reflected from the tag 120 and a signal transmitted from the transmitting terminal 110 is referred to as a reflected signal, and a signal transmitted from the transmitting terminal 110 If an absorption signal is a received signal meaning only a signal absorbed by the tag 120 and transmitted from the transmitting terminal 110, the receiving terminal 130 calculates the average of the signal measurement values of the reflected signal and the absorption signal to obtain a reception threshold set

이 때, 수신 단말기(130)는 수신 신호의 신호 측정값을 예측하여 이전에 설정된 수신 임계값으로 해석 시 에러가 발생할 경우, 수신 임계점을 재설정하여 에러가 발생하지 않도록 한다.At this time, the receiving terminal 130 predicts the signal measurement value of the received signal and, if an error occurs when interpreting it with a previously set reception threshold, resets the reception threshold so that the error does not occur.

수신 단말기(130)의 수신 신호의 해석 절차에 따른 수신 임계값 설정 알고리즘에서는 시계열 데이터를 학습하는 LSTM 알고리즘을 사용하여 학습 모델을 생성할 수 있다. 백스캐터 통신 환경에서 신호의 신호 측정값이 불규칙적으로 변화하기 때문에 정확도가 높은 예측을 하기 위해서는 신호 측정값이 변화하는 패턴을 분석한 데이터가 많이 필요한데 LSTM 알고리즘은 가까운 데이터(신규 데이터)뿐 만 아니라 먼 과거의 데이터에 대해서도 학습 능력이 유지되기 때문에 LSTM 알고리즘을 사용하여 학습 모델을 생성할 수 있다. In the reception threshold setting algorithm according to the reception signal analysis procedure of the reception terminal 130, a learning model may be created using an LSTM algorithm for learning time series data. In the backscatter communication environment, since the measured signal value of the signal changes irregularly, a lot of data is needed to analyze the changing pattern of the measured signal value in order to make a highly accurate prediction. Since the ability to learn even on historical data is maintained, LSTM algorithms can be used to create learning models.

본 실시예에 따른 수신 단말기(130)의 수신 신호 해석 절차는 다음과 같다. 여기서, 신호 측정값은 전압에 대한 측정값인 것으로 가정하여 설명하도록 한다. A received signal analysis procedure of the receiving terminal 130 according to the present embodiment is as follows. Here, the signal measurement value will be described assuming that it is a measurement value for voltage.

1) 수신 단말기(130)가 처음 수신한 수신 신호의 전압을 이용하여 수신 임계값을 설정하는 단계1) Setting a reception threshold by using the voltage of the reception signal first received by the reception terminal 130

2) 수신 임계값 설정 이후에 수신할 신호의 전압을 예측하는 단계 2) Predicting the voltage of the signal to be received after setting the reception threshold

3) 설정된 수신 임계값과 예측한 신호의 전압 예측값을 비교하여 신호 해석 에러의 발생 유무를 판단하는 단계3) Determining whether a signal interpretation error has occurred by comparing the set reception threshold with the predicted signal voltage prediction value

4) 신호 해석 에러 발생 여부에 따라 수신 임계값 재설정 또는 최종 수신 임계값 설정에 따른 신호 수신 단계4) Receiving a signal according to resetting the reception threshold or setting the final reception threshold according to whether a signal interpretation error occurs

이하, 수신 단말기(130)가 처음 수신한 수신 신호의 전압을 이용하여 수신 임계값을 설정하는 단계에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the step of setting the reception threshold using the voltage of the reception signal first received by the reception terminal 130 will be described.

수신 단말기(130)가 처음 수신한 수신 신호의 전압을 이용하여 수신 임계값을 설정하는 단계는, 송신 단말기(110)로부터 전송된 신호를 태그(120)에서 반사를 하게 되면 수신 단말기(130)에서는 송신 단말기(110)로부터 전송된 배경 전파 신호와 태그(120)로부터 반사된 신호가 더해진 신호를 수신하게 된다. 반대로 송신 단말기(110)로부터 전송된 신호를 태그(120)에서 흡수를 하게 되면 수신 단말기(130)는 송신 단말기(110)로부터 전송된 배경 전파 신호만을 수신하게 된다. 이 때 수신 단말기(130)는 두 신호의 전압 차이를 이용하여 신호를 판별하는데 그 기준이 되는 수신 임계값을 두 신호의 전압의 평균 값을 가지도록 설정한다.In the step of setting the reception threshold using the voltage of the reception signal first received by the reception terminal 130, when the tag 120 reflects the signal transmitted from the transmission terminal 110, the reception terminal 130 A signal obtained by adding the background radio wave signal transmitted from the transmitting terminal 110 and the signal reflected from the tag 120 is received. Conversely, when the tag 120 absorbs the signal transmitted from the transmitting terminal 110, the receiving terminal 130 receives only the background radio signal transmitted from the transmitting terminal 110. At this time, the reception terminal 130 determines a signal using the voltage difference between the two signals, and sets the reception threshold to have the average value of the voltages of the two signals.

이하, 수신 임계값 설정 이후에 수신할 신호의 전압을 예측하는 단계에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the step of estimating the voltage of a signal to be received after setting the reception threshold will be described.

수신 단말기(130)는 앞으로 수신할 신호의 전압을 LSTM 알고리즘을 사용하여 예측하게 된다. 이전에 수신한 신호의 전압을 저장한 데이터들을 이용하여 신호의 전압이 변화하는 양상을 분석한 후, 실제 신호를 수신하기 전에 수신하게 될 신호의 전압을 예측한다. 여기서, 수신할 신호를 예측한다는 것은 태그(120)로부터 반사된 신호와 배경 전파 신호가 합쳐진 신호(1을 의미하는 신호)인지 배경 전파 신호(0을 의미하는 신호)인지를 예측하는 것이 아니라, 두 신호 각각의 전압을 예측하는 것을 의미한다. The receiving terminal 130 predicts the voltage of a signal to be received in the future using the LSTM algorithm. After analyzing the changing aspect of the signal voltage using the data stored in the voltage of the previously received signal, the voltage of the signal to be received is predicted before the actual signal is received. Here, predicting the signal to be received is not predicting whether the signal reflected from the tag 120 and the background radio signal are combined (signal meaning 1) or the background radio signal (signal meaning 0), but two It means predicting the voltage of each signal.

이하, 설정된 수신 임계값과 예측한 신호의 전압 예측값을 비교하여 신호 해석 에러의 발생 유무를 판단하는 단계에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, a step of determining whether or not a signal analysis error has occurred by comparing the set reception threshold with the predicted signal voltage prediction value will be described.

이후, 수신 단말기(130)는 예측한 신호의 전압과 현재 설정된 수신 임계값을 비교하여 신호 해석에 에러가 발생하는지를 예측한다. 구체적으로 태그(120)로부터 반사된 신호와 배경 전파 신호가 더해진 신호의 전압이 수신 임계값보다 작아지거나 배경 전파 신호의 전압이 수신 임계값보다 커지는 경우가 발생한다면 에러가 발생한다고 예측하고, 그렇지 않다면 정상적으로 신호 해석이 이루어진다고 예측한다.Thereafter, the reception terminal 130 compares the predicted signal voltage with a currently set reception threshold to predict whether an error occurs in signal analysis. Specifically, if the voltage of the signal reflected from the tag 120 plus the background radio wave signal is smaller than the reception threshold or the voltage of the background radio wave signal is larger than the reception threshold, it is predicted that an error will occur. It is predicted that the signal interpretation is performed normally.

이하, 신호 해석 에러 발생 여부에 따라 수신 임계값 재설정 또는 최종 수신 임계값 설정에 따른 신호 수신 단계에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, a signal reception step according to resetting the reception threshold value or setting the final reception threshold value according to whether a signal analysis error occurs will be described.

이후, 수신 단말기(130)신호 해석에 에러가 발생하지 않고 정상적으로 이루어진다고 예측한 경우에는 신호를 수신하고, 에러가 발생한다고 예측한 경우에는 임계값을 위에서 예측한 두 신호의 평균값으로 재설정한 후, 신호를 수신한다. 신호를 수신하기 이전에 임계값을 재설정하여 에러가 발생하지 않도록 하는 것이다. Thereafter, the receiving terminal 130 receives a signal when it is predicted that the signal analysis is performed normally without an error, and when it is predicted that an error occurs, the threshold value is reset to the average value of the two signals predicted above. , receive the signal. It is to reset the threshold value before receiving the signal so that no error occurs.

수신 단말기(130)는 전술한 수신 신호 해석 절차 과정을 수신 신호를 수신할 때마다 반복하여 수행할 수 있다. The receiving terminal 130 may repeatedly perform the above-described received signal analysis procedure whenever a received signal is received.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수신 단말기를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.2 is a schematic block diagram of a receiving terminal according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 수신 단말기(130)는 초기 수신 신호 획득부(210), 임계값 설정부(220), 측정값 예측부(230), 측정값 예측 학습 처리부(232), 에러 판단부(240), 임계값 조정부(250) 및 신호 수신 처리부(260)를 포함한다. 도 2의 수신 단말기(130)는 일 실시예에 따른 것으로서, 도 2에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 수신 단말기(130)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 즉, 도 2에서는 수신 단말기(130)에서 수신 임계치의 조정 또는 설정에 대한 구성을 위주로 설명하며, 일반적으로 수신 신호를 수신하기 위한 디코딩 모듈, 증폭 모듈 등의 구성은 생략하도록 한다. The reception terminal 130 according to the present embodiment includes an initial reception signal acquisition unit 210, a threshold value setting unit 220, a measurement value prediction unit 230, a measurement value prediction learning processing unit 232, and an error determination unit 240. ), a threshold adjustment unit 250 and a signal reception processing unit 260. The receiving terminal 130 of FIG. 2 is according to an embodiment, and all blocks shown in FIG. 2 are not essential components, and some blocks included in the receiving terminal 130 in another embodiment are added, changed, or deleted. It can be. That is, in FIG. 2, the configuration for adjusting or setting the reception threshold in the reception terminal 130 is mainly described, and configurations such as a decoding module and an amplification module for receiving a received signal are generally omitted.

본 실시예에 따른 수신 단말기(130)는 배경 전파 신호를 이용한 백스캐터 통신에서 수신한 신호에 대한 정보를 해석하는 방식에 대해서 수신 신호의 신호 측정값을 사용하여 수신 임계값을 설정하고 순환 신경망(예: LSTM 알고리즘)을 사용하여 수신 신호를 예측하여 수신 임계값의 조정 여부를 결정한다. 이하, 수신 단말기(130)에 포함된 구성요소 각각에 대해 설명하도록 한다. The reception terminal 130 according to the present embodiment sets a reception threshold using a signal measurement value of the received signal for a method of interpreting information on a signal received in backscatter communication using a background propagation signal and uses a recurrent neural network ( Example: LSTM algorithm) is used to predict the received signal to determine whether to adjust the reception threshold. Hereinafter, each component included in the receiving terminal 130 will be described.

초기 수신 신호 획득부(210)는 적어도 하나의 수신 신호를 획득한다. The initial received signal acquisition unit 210 acquires at least one received signal.

초기 수신 신호 획득부(210)는 송신 단말기(110)로부터 전송된 제1 수신 신호(흡수 신호) 및 제1 수신 신호가 태그에 의해 반사된 신호와 제1 수신 신호가 합쳐진 제2 수신 신호(반사 신호)를 포함하는 적어도 하나의 수신 신호를 획득할 수 있다. The initial received signal acquisition unit 210 includes a first received signal (absorption signal) transmitted from the transmitting terminal 110 and a second received signal (reflected) obtained by combining the first received signal and the signal obtained by reflecting the first received signal by the tag. signal) may be obtained.

초기 수신 신호 획득부(210)는 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호가 랜덤으로 획득될 수 있으며, 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호 각각이 모두 수신될 때까지 신호 획득 동작을 수행할 수 있다. The initial received signal acquisition unit 210 may randomly acquire the first received signal and the second received signal, and may perform a signal acquisition operation until both the first received signal and the second received signal are received. .

임계값 설정부(220)는 적어도 하나의 수신 신호 각각의 신호 측정값을 기반으로 수신 임계값을 산출하여 설정한다. The threshold setting unit 220 calculates and sets a reception threshold based on the signal measurement value of each of the at least one received signal.

임계값 설정부(220)는 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호 각각의 신호 측정값의 평균을 산출하고, 신호 측정값의 평균을 수신 임계값으로 설정한다. 여기서, 신호 측정값은 수신 신호의 전압, 신호세기, 진폭 중 적어도 하나를 측정한 값일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 수신 신호의 수신 임계값을 산출할 수 있다면 다른 신호 특성을 측정한 값일 수 있다. The threshold setting unit 220 calculates an average of signal measurement values of the first received signal and the second received signal, and sets the average of the signal measurement values as a reception threshold. Here, the signal measurement value may be a value obtained by measuring at least one of voltage, signal strength, and amplitude of the received signal, but is not necessarily limited thereto, and may be a value obtained by measuring other signal characteristics if the reception threshold of the received signal can be calculated. there is.

측정값 예측부(230)는 기 학습된 학습 모델을 기반으로 신호 측정 예측값을 산출한다. 측정값 예측부(230)는 기 저장된 수신 히스토리 정보를 입력으로 학습된 학습 모델을 적용하여 적어도 하나의 예상 수신 신호 각각의 신호 측정 예측값을 산출할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 예상 수신 신호는 기 저장된 수신 히스토리 정보에서 제1 수신 신호의 신호 형태로 저장된 신호(흡수 신호), 제2 수신 신호의 신호 형태로 저장된 신호(반사 신호) 등을 기반으로 선정 또는 추출된 신호일 수 있다. The measurement value prediction unit 230 calculates a signal measurement prediction value based on the pre-learned learning model. The measurement value prediction unit 230 may calculate a signal measurement prediction value of each of the at least one expected received signal by applying the learned learning model to the previously stored reception history information as an input. Here, at least one expected received signal is selected or selected based on a signal (absorption signal) stored in the signal form of the first received signal, a signal (reflected signal) stored in the form of a second received signal, etc. in pre-stored reception history information. It may be an extracted signal.

측정값 예측부(230)는 이전 수신 신호 중 제1 수신 신호(흡수 신호)에 대응되는 제1 신호 측정 예측값 및 이전 수신 신호 중 제2 수신 신호(반사 신호)에 대응되는 제2 신호 측정 예측값 각각을 산출할 수 있다. The measured value prediction unit 230 is a first signal measurement prediction value corresponding to the first received signal (absorption signal) among the previous received signals and a second signal measurement prediction value corresponding to the second received signal (reflection signal) among the previous received signals. can be calculated.

측정값 예측부(230)는 측정값 예측 학습 처리부(232)에서 생성된 학습 모델을 적용하여 신호 측정 예측값을 산출할 수 있다.The measurement value prediction unit 230 may calculate a signal measurement prediction value by applying the learning model generated by the measurement value prediction learning processing unit 232 .

측정값 예측 학습 처리부(232)는 적어도 하나의 이전 수신 신호의 신호 측정값에 대한 수신 히스토리 정보를 입력으로 학습을 수행한 학습 모델을 생성한다. 여기서, 적어도 하나의 이전 수신 신호는 기 설정된 기간 동안 수신된 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호를 의미한다. 적어도 하나의 이전 수신 신호 각각의 신호 측정값을 저장한 정보를 수신 히스토리 정보로 정의될 수 있다. 수신 히스토리 정보는 수신 단말기(130) 내부 또는 외부 저장소에 저장될 수 있다. The measurement value prediction learning processing unit 232 generates a learning model that has performed learning using reception history information on signal measurement values of at least one previously received signal as an input. Here, the at least one previous received signal means a first received signal and a second received signal received during a preset period. Information storing signal measurement values of each of at least one previously received signal may be defined as reception history information. The reception history information may be stored in an internal or external storage of the receiving terminal 130 .

측정값 예측 학습 처리부(232)는 생성된 학습 모델을 측정값 예측부(230)로 전달하여 적어도 하나의 예상 수신 신호 각각의 신호 측정 예측값이 산출되도록 한다. 측정값 예측 학습 처리부(232)에서 생성된 학습 모델은, 장단기 메모리(LSTM: Long Short-Term Memory) 기반의 순환 신경망인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The measurement value prediction learning processing unit 232 transfers the generated learning model to the measurement value prediction unit 230 so that a signal measurement prediction value of each of at least one expected received signal is calculated. The learning model generated by the measurement value prediction learning processing unit 232 is preferably a long short-term memory (LSTM)-based recurrent neural network, but is not necessarily limited thereto.

에러 판단부(240)는 수신 임계값과 신호 측정 예측값을 비교하여 신호 해석 에러의 발생 여부를 판단한다. 구체적으로, 에러 판단부(240)는 수신 임계값을 제1 신호 측정 예측값 및 제2 신호 측정 예측값 각각과 비교하여 신호 해석 에러의 발생 여부를 판단한다. The error determination unit 240 determines whether a signal analysis error has occurred by comparing the reception threshold with the predicted signal measurement value. Specifically, the error determination unit 240 compares the reception threshold with the first signal measurement prediction value and the second signal measurement prediction value, respectively, to determine whether a signal interpretation error has occurred.

에러 판단부(240)는 제1 신호 측정 예측값이 수신 임계값 이하이고 제2 신호 측정 예측값이 수신 임계값 이상인 것으로 확인되면, 신호 해석 에러가 발생하지 않은 것으로 판단한다. The error determining unit 240 determines that a signal interpretation error has not occurred when it is determined that the first signal measurement prediction value is less than or equal to the reception threshold and the second signal measurement prediction value is greater than or equal to the reception threshold.

한편, 에러 판단부(240)는 제1 신호 측정 예측값이 수신 임계값 초과이거나 제2 신호 측정 예측값이 수신 임계값 미만인 것으로 확인되면, 신호 해석 에러가 발생한 것으로 판단한다. 다시 말해, 에러 판단부(240)는 제1 신호 측정 예측값 및 제2 신호 측정 예측값 중 적어도 하나 또는 모든 신호 측정 예측값이 수신 임계값을 만족하지 않는 경우 신호 해석 에러가 발생한 것으로 판단한다.Meanwhile, the error determining unit 240 determines that a signal interpretation error has occurred when it is determined that the first signal measurement prediction value exceeds the reception threshold or the second signal measurement prediction value is less than the reception threshold. In other words, the error determination unit 240 determines that a signal interpretation error has occurred when at least one or all signal measurement prediction values of the first signal measurement prediction value and the second signal measurement prediction value do not satisfy the reception threshold.

임계값 조정부(250)는 신호 해석 에러가 발생한 것으로 판단된 경우, 제1 신호 측정 예측값 및 제2 신호 측정 예측값의 평균을 산출하여 수신 임계값을 조정하는 동작을 수행한다. 임계값 조정부(250)는 조정된 수신 임계값을 적용한 후에도 신호 해석 에러가 발생하면 수신 임계값을 조정하는 동작을 반복하여 수행할 수 있다. When it is determined that a signal analysis error has occurred, the threshold adjusting unit 250 calculates an average of the first signal measurement prediction value and the second signal measurement prediction value and adjusts the reception threshold value. If a signal interpretation error occurs even after applying the adjusted reception threshold, the threshold adjustment unit 250 may repeatedly perform an operation of adjusting the reception threshold.

임계값 조정부(250)는 신호 수신 처리부(260)와 별도의 모듈인 것으로 도시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 신호 수신 처리부(260) 내부에 포함된 형태로 구현되거나 수신 임계값을 조정하는 동작을 신호 수신 처리부(260)에서 처리할 수도 있다. Although the threshold adjustment unit 250 is shown as a separate module from the signal reception processing unit 260, it is not necessarily limited thereto, and is implemented in a form included in the signal reception processing unit 260 or an operation of adjusting the reception threshold. may be processed by the signal reception processing unit 260.

신호 수신 처리부(260)는 신호 해석 에러에 대한 판단 결과에 따라 수신 임계값을 이용하여 신호 수신을 위한 최종 수신 임계값을 설정한다. The signal reception processing unit 260 sets a final reception threshold for signal reception using the reception threshold according to the determination result of the signal interpretation error.

신호 수신 처리부(260)는 신호 해석 에러가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 해당 수신 임계값을 최종 수신 임계값으로 설정한다. 신호 수신 처리부(260)는 설정된 최종 수신 임계값을 기반으로 신규 수신 신호의 수신 처리가 수행되도록 한다. When it is determined that no signal interpretation error has occurred, the signal reception processing unit 260 sets the corresponding reception threshold as the final reception threshold. The signal reception processing unit 260 performs reception processing of a new reception signal based on the set final reception threshold.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 백스캐터 통신에서의 수신 임계값 설정 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of setting a reception threshold in backscatter communication according to an embodiment of the present invention.

수신 단말기(130)는 적어도 하나의 수신 신호를 획득한다(S310). 수신 단말기(130)는 송신 단말기(110)로부터 전송된 제1 수신 신호(흡수 신호) 및 제1 수신 신호가 태그에 의해 반사된 신호와 제1 수신 신호가 합쳐진 제2 수신 신호(반사 신호)를 포함하는 적어도 하나의 수신 신호를 획득할 수 있다.The receiving terminal 130 acquires at least one received signal (S310). The receiving terminal 130 receives a first received signal (absorption signal) transmitted from the transmitting terminal 110 and a second received signal (reflection signal) obtained by combining the signal reflected by the tag and the first received signal. It is possible to obtain at least one received signal including.

수신 단말기(130)는 적어도 하나의 수신 신호 각각의 신호 측정값을 기반으로 수신 임계값을 산출하여 설정한다(S320). 수신 단말기(130)는 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호 각각의 신호 측정값의 평균을 산출하고, 신호 측정값의 평균을 수신 임계값으로 설정한다. The receiving terminal 130 calculates and sets a reception threshold based on the signal measurement value of each of the at least one received signal (S320). The receiving terminal 130 calculates an average of signal measurement values of the first received signal and the second received signal, and sets the average of the signal measurement values as a reception threshold.

수신 단말기(130)는 기 학습된 학습 모델을 기반으로 신호 측정 예측값을 산출한다(S330). 수신 단말기(130)는 기 저장된 수신 히스토리 정보를 입력으로 학습된 학습 모델을 적용하여 적어도 하나의 예상 수신 신호 각각의 신호 측정 예측값을 산출할 수 있다.The receiving terminal 130 calculates a predicted signal measurement value based on the pre-learned learning model (S330). The receiving terminal 130 may calculate a signal measurement prediction value of each of the at least one expected received signal by applying the learned learning model to the pre-stored reception history information as an input.

수신 단말기(130)는 수신 임계값과 신호 측정 예측값을 비교하여 신호 해석 에러의 발생 여부를 판단한다(S340). 구체적으로, 수신 단말기(130)는 수신 임계값을 제1 신호 측정 예측값 및 제2 신호 측정 예측값 각각과 비교하여 신호 해석 에러의 발생 여부를 판단한다.The receiving terminal 130 compares the reception threshold with the predicted signal measurement value to determine whether a signal interpretation error has occurred (S340). Specifically, the receiving terminal 130 compares the reception threshold with the first signal measurement prediction value and the second signal measurement prediction value, respectively, to determine whether a signal interpretation error has occurred.

수신 단말기(130)는 제1 신호 측정 예측값이 수신 임계값 초과이거나 제2 신호 측정 예측값이 수신 임계값 미만인 것으로 확인되면, 신호 해석 에러가 발생한 것으로 판단한다. The receiving terminal 130 determines that a signal interpretation error has occurred when it is confirmed that the first signal measurement prediction value exceeds the reception threshold or the second signal measurement prediction value is less than the reception threshold.

한편, 수신 단말기(130)는 제1 신호 측정 예측값이 수신 임계값 이하이고 제2 신호 측정 예측값이 수신 임계값 이상인 것으로 확인되면, 신호 해석 에러가 발생하지 않은 것으로 판단한다. Meanwhile, if the receiving terminal 130 determines that the first signal measurement prediction value is less than or equal to the reception threshold and the second signal measurement prediction value is greater than or equal to the reception threshold, it is determined that a signal interpretation error has not occurred.

수신 단말기(130)는 신호 해석 에러가 발생한 것으로 판단된 경우(S342), 제1 신호 측정 예측값 및 제2 신호 측정 예측값의 평균을 산출하여 수신 임계값을 조정하는 동작을 수행한다(S350). 수신 단말기(130)는 조정된 수신 임계값을 적용한 후에도 신호 해석 에러가 발생하면 수신 임계값을 조정하는 동작을 반복하여 수행할 수 있다.When it is determined that a signal analysis error has occurred (S342), the receiving terminal 130 calculates an average of the first signal measurement prediction value and the second signal measurement prediction value and adjusts the reception threshold (S350). If a signal interpretation error occurs even after applying the adjusted reception threshold, the receiving terminal 130 may repeatedly perform an operation of adjusting the reception threshold.

수신 단말기(130)는 신호 해석 에러가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우(S342), 해당 수신 임계값을 최종 수신 임계값으로 설정하며, 설정된 최종 수신 임계값을 기반으로 신규 수신 신호의 수신 처리가 수행되도록 한다(S360).When it is determined that no signal interpretation error has occurred (S342), the receiving terminal 130 sets the corresponding reception threshold as the final reception threshold, and performs reception processing of a new received signal based on the set final reception threshold. to be (S360).

도 3에서는 각 단계를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 3, it is described that each step is sequentially executed, but is not necessarily limited thereto. In other words, since it will be applicable to changing and executing the steps described in FIG. 3 or executing one or more steps in parallel, FIG. 3 is not limited to a time-series sequence.

도 3에 기재된 본 실시예에 따른 수신 임계값 설정 방법은 애플리케이션(또는 프로그램)으로 구현되고 단말장치(또는 컴퓨터)로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 수신 임계값 설정 방법을 구현하기 위한 애플리케이션(또는 프로그램)이 기록되고 단말장치(또는 컴퓨터)가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨팅 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치 또는 매체를 포함한다.The reception threshold setting method according to the present embodiment described in FIG. 3 may be implemented as an application (or program) and recorded on a recording medium readable by a terminal device (or computer). All types of recording media in which an application (or program) for implementing the method for setting a reception threshold according to the present embodiment is recorded and a recording medium readable by a terminal device (or computer) stores data that can be read by a computing system. Including devices or media.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신 단말기를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 4 is a schematic block diagram of a receiving terminal according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 수신 단말기(130)는 수신 임계값의 유효기간을 추가로 고려하여 수신 임계치를 조정할 수 있다. The receiving terminal 130 according to another embodiment of the present invention may adjust the reception threshold by additionally considering the validity period of the reception threshold.

본 발명의 다른 실시예에 따른 수신 단말기(130)는 임계값 조정부(250)와 연결된 임계값 유효기간 설정부(252)를 추가로 포함한다. 도 4에서는 도 2에 기재된 수신 단말기(130)의 구성과 중복되는 구성에 대한 설명은 생략하고, 수신 임계값의 유효기간을 추가로 고려한 동작을 위주로 설명하도록 한다. The receiving terminal 130 according to another embodiment of the present invention further includes a threshold valid period setting unit 252 connected to the threshold adjusting unit 250 . In FIG. 4, a description of a configuration overlapping with the configuration of the receiving terminal 130 described in FIG. 2 will be omitted, and description will focus on operations in which the validity period of the reception threshold is additionally considered.

임계값 조정부(250)는 조정된 수신 임계값의 신호 해석 에러 발생 여부, 수신 임계값의 유효 주기, 수신 임계값의 조정 빈도 및 수신 임계값의 조정 패턴 중 적어도 하나의 조건에 근거하여 수신 임계값을 조정할 수 있다. The threshold adjustment unit 250 adjusts the reception threshold based on at least one condition of whether or not a signal interpretation error of the adjusted reception threshold occurs, a valid period of the reception threshold, an adjustment frequency of the reception threshold, and an adjustment pattern of the reception threshold. can be adjusted.

임계값 조정부(250)는 기 조정된 수신 임계값의 신호 해석 에러가 추가로 발생할 경우 설정된 수신 임계값을 추가로 조정하는 동작을 반복할 수 있다. The threshold adjustment unit 250 may repeat an operation of additionally adjusting the set reception threshold when a signal interpretation error of the pre-adjusted reception threshold additionally occurs.

또한, 임계값 조정부(250)는 임계값 유효기간 설정부(252)로부터 수신 임계값의 유효 주기에 대한 정보를 획득하고, 수신 임계값의 유효 주기마다 수신 임계값을 조정할 수 있다. Also, the threshold adjustment unit 250 may obtain information about the effective period of the reception threshold from the threshold validity period setting unit 252 and adjust the reception threshold for each effective period of the reception threshold.

임계값 유효기간 설정부(252)는 초기 수신 신호 획득부(210)에서 획득된 수신 신호의 파형 형태를 기반으로 초기 임계값의 유효기간을 결정할 수 있다. The threshold validity period setting unit 252 may determine the validity period of the initial threshold value based on the waveform shape of the received signal acquired by the initial received signal acquisition unit 210 .

임계값 유효기간 설정부(252)는 수신 신호에 대한 기 설정된 기본 유효 주기를 수신 신호의 파형 형태에 따라 조정하여 초기 임계값의 유효기간을 결정할 수 있다. 즉, 임계값 유효기간 설정부(252)는 수신 신호가 정현파(사인파), 파형 변동이 빠른 신호(Wi-Fi 신호) 등인지 여부에 따라 기본 유효 주기를 늘리거나 줄여 유효 주기를 산출할 수 있다. The threshold valid period setting unit 252 may determine the valid period of the initial threshold by adjusting a preset basic effective period of the received signal according to the waveform shape of the received signal. That is, the threshold valid period setting unit 252 may increase or decrease the basic valid period depending on whether the received signal is a sinusoidal wave (sine wave), a signal with rapid waveform fluctuation (Wi-Fi signal), etc. .

예를 들어, 임계값 유효기간 설정부(252)는 Wi-Fi 신호와 같이 변동이 빠른 신호를 수신 신호로 사용하는 경우 기본 유효 주기를 줄여 수신 임계값의 유효 주기를 결정할 수 있다. 한편, 임계값 유효기간 설정부(252)는 사인파와 같은 단순 톤의 수신 신호를 사용하는 경우 기본 유효 주기를 늘려 수신 임계값의 유효 주기를 결정할 수 있다.For example, the threshold valid period setting unit 252 may determine the effective period of the reception threshold by reducing the basic valid period when a signal with rapid fluctuation, such as a Wi-Fi signal, is used as the received signal. Meanwhile, the threshold valid period setting unit 252 may determine the effective period of the reception threshold by increasing the basic effective period when a simple tone received signal such as a sine wave is used.

임계값 조정부(250)는 임계값 조정부(250)는 임계값 유효기간 설정부(252)로부터 수신 임계값의 유효 주기에 대한 정보를 획득하면, 수신 임계값에 따른 신호 해석 오류가 발생하지 않더라도 수신 임계값을 조정하는 동작을 수행한다. When the threshold adjustment unit 250 obtains information on the effective period of the reception threshold from the threshold validity period setting unit 252, the threshold adjustment unit 250 receives reception even if a signal interpretation error according to the reception threshold does not occur. Performs an operation to adjust the threshold value.

한편, 임계값 조정부(250)는 수신 임계값의 유효 주기 내에서 수신 임계값의 조정 빈도, 수신 임계값의 조정 패턴 등의 추가 조건을 고려하여 수신 임계값을 조정할 수 있다. 추가 조건을 고려하여 수신 임계값을 조정하는 동작에 대한 설명은 도 5에 기재하도록 한다. Meanwhile, the threshold adjusting unit 250 may adjust the reception threshold in consideration of additional conditions such as an adjustment frequency of the reception threshold and an adjustment pattern of the reception threshold within an effective period of the reception threshold. A description of an operation of adjusting the reception threshold in consideration of additional conditions is described in FIG. 5 .

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수신 임계값 설정 동작을 설명하기 위한 예시도이다.5 is an exemplary diagram for explaining a reception threshold setting operation according to another embodiment of the present invention.

임계값 조정부(250)는 수신 임계값의 유효 주기 내에서 수신 임계값의 조정 빈도, 수신 임계값의 조정 패턴 등 중 하나의 추가 조건 또는 복수의 조건이 결합된 추가 조건을 고려하여 수신 임계값을 조정할 수 있다.The threshold adjustment unit 250 sets the reception threshold in consideration of one additional condition or a combination of a plurality of conditions, such as an adjustment frequency of the reception threshold or an adjustment pattern of the reception threshold within the effective period of the reception threshold. can be adjusted

도 5의 (a)는 수신 임계값의 유효 주기 내에서 수신 임계값의 조정 패턴에 따른 추가 조건에 따라 수신 임계값을 조정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.5(a) is a diagram for explaining an operation of adjusting a reception threshold according to an additional condition according to an adjustment pattern of a reception threshold within an effective period of the reception threshold.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 임계값 조정부(250)는 수신 임계값의 유효 주기(510) 내에서 기 설정된 기준 횟수 이상 연속으로 수신 임계값이 조정(512, 514, 516)되는 패턴이 확인된 경우, 수신 신호의 신호 측정값 및 신호 측정 예측값에 가중치를 부여하여 수신 임계값을 조정할 수 있다. As shown in (a) of FIG. 5, the threshold adjustment unit 250 continuously adjusts the reception threshold more than a predetermined reference number within the effective period 510 of the reception threshold (512, 514, 516). When the pattern is confirmed, the reception threshold may be adjusted by assigning weights to the signal measurement value and signal measurement prediction value of the received signal.

한편, 임계값 조정부(250)는 수신 임계값의 유효 주기(510) 내에서 기 설정된 기준 횟수 이상 연속으로 수신 임계값이 조정되는 패턴이 확인된 경우, 신규로 획득된 수신 신호의 신호 측정값 및 신규로 예측된 신호 측정 예측값을 이용하여 수신 임계값을 신규로 재산출할 수 있다. On the other hand, the threshold adjustment unit 250, when a pattern in which the reception threshold is continuously adjusted for more than a predetermined reference number within the effective period 510 of the reception threshold is confirmed, the newly obtained signal measurement value of the received signal and The reception threshold may be newly recalculated using the newly predicted signal measurement predicted value.

도 5의 (b)는 수신 임계값의 유효 주기 내에서 수신 임계값의 조정 빈도에 따른 추가 조건에 따라 수신 임계값을 조정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.5(b) is a diagram for explaining an operation of adjusting the reception threshold according to an additional condition according to the frequency of adjustment of the reception threshold within the effective period of the reception threshold.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 임계값 조정부(250)는 수신 임계값의 유효 주기(520) 내에서 기 설정된 기준 횟수 이상 수신 임계값이 조정(522, 524, 528)된 경우, 수신 신호의 신호 측정값 및 신호 측정 예측값에 가중치를 부여하여 수신 임계값을 조정할 수 있다. As shown in (b) of FIG. 5, the threshold adjustment unit 250 adjusts the reception threshold more than a predetermined reference number within the effective period 520 of the reception threshold (522, 524, 528), The reception threshold may be adjusted by assigning a weight to a signal measurement value and a signal measurement prediction value of the received signal.

한편, 임계값 조정부(250)는 수신 임계값의 유효 주기(510) 내에서 기 설정된 기준 횟수 이상 수신 임계값이 조정된 경우, 신규로 획득된 수신 신호의 신호 측정값 및 신규로 예측된 신호 측정 예측값을 이용하여 수신 임계값을 신규로 재산출할 수 있다. Meanwhile, the threshold adjusting unit 250 measures a signal measurement value of a newly obtained received signal and a newly predicted signal when the reception threshold is adjusted more than a predetermined reference number within the effective period 510 of the reception threshold. A reception threshold may be newly recalculated using the predicted value.

이상의 설명은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is only illustrative of the technical idea of the embodiment of the present invention, and those skilled in the art to which the embodiment of the present invention belongs can make various modifications and modifications within the scope not departing from the essential characteristics of the embodiment of the present invention. transformation will be possible. Therefore, the embodiments of the present invention are not intended to limit the technical idea of the embodiment of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the embodiment of the present invention is not limited by these examples. The protection scope of the embodiments of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the embodiments of the present invention.

110: 송신 단말기 120: 태그
130: 수신 단말기
210: 초기 수신 신호 획득부 220: 임계값 설정부
230: 측정값 예측부 232: 측정값 예측 학습 처리부
240: 에러 판단부 250: 임계값 조정부
260: 신호 수신 처리부
110: transmitting terminal 120: tag
130: receiving terminal
210: initial received signal acquisition unit 220: threshold value setting unit
230: measurement value prediction unit 232: measurement value prediction learning processing unit
240: error determination unit 250: threshold adjustment unit
260: signal reception processing unit

Claims (15)

백스캐터 통신 시스템의 수신 단말기에서 수신 임계값을 설정하는 방법에 있어서,
적어도 하나의 수신 신호를 획득하는 신호 획득 단계;
상기 적어도 하나의 수신 신호 각각의 신호 측정값을 기반으로 수신 임계값을 산출하여 설정하는 임계값 설정 단계;
기 저장된 수신 히스토리 정보를 입력으로 기 학습된 학습 모델을 기반으로 적어도 하나의 예상 수신 신호 각각의 신호 측정 예측값을 산출하는 측정값 예측 처리 단계;
상기 수신 임계값과 상기 신호 측정 예측값을 비교하여 신호 해석 에러의 발생 여부를 판단하는 에러 판단 단계; 및
신호 해석 에러에 대한 판단 결과에 따라 상기 수신 임계값을 이용하여 신호 수신을 위한 최종 수신 임계값을 설정하는 신호 수신 처리 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
A method for setting a reception threshold in a receiving terminal of a backscatter communication system,
a signal acquisition step of obtaining at least one received signal;
a threshold value setting step of calculating and setting a reception threshold based on a signal measurement value of each of the at least one received signal;
a measurement value prediction processing step of calculating a signal measurement prediction value of each of the at least one expected reception signal based on a pre-learned learning model by inputting pre-stored reception history information;
an error determination step of determining whether a signal interpretation error has occurred by comparing the reception threshold with the predicted signal measurement value; and
A signal reception processing step of setting a final reception threshold for signal reception using the reception threshold according to a result of determining a signal interpretation error.
A reception threshold setting method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 신호 획득 단계는,
송신 단말기로부터 전송된 제1 수신 신호 및 상기 제1 수신 신호가 태그에 의해 반사된 신호와 상기 제1 수신 신호가 합쳐진 제2 수신 신호를 포함하는 상기 적어도 하나의 수신 신호를 획득하는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
According to claim 1,
The signal acquisition step,
Acquiring the at least one received signal including a first received signal transmitted from a transmitting terminal and a second received signal obtained by combining a signal reflected by a tag with the first received signal and the first received signal How to set the receive threshold.
제2항에 있어서,
상기 임계값 설정 단계는,
상기 제1 수신 신호 및 상기 제2 수신 신호 각각의 신호 측정값의 평균을 산출하여 상기 수신 임계값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
According to claim 2,
In the threshold setting step,
The reception threshold setting method of claim 1, wherein an average of measurement values of each of the first received signal and the second received signal is calculated as the reception threshold.
제2항에 있어서,
상기 측정값 예측 처리 단계는,
이전 수신 신호 중 상기 제1 수신 신호에 대응되는 제1 신호 측정 예측값 및 이전 수신 신호 중 상기 제2 수신 신호에 대응되는 제2 신호 측정 예측값 각각을 산출하는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
According to claim 2,
The measurement value prediction processing step,
A reception threshold setting method comprising: calculating a first signal measurement prediction value corresponding to the first reception signal among previous reception signals and a second signal measurement prediction value corresponding to the second reception signal among previous reception signals.
제1항에 있어서,
상기 측정값 예측 처리 단계는,
적어도 하나의 이전 수신 신호의 신호 측정값에 대한 상기 수신 히스토리 정보를 입력으로 학습을 수행한 상기 학습 모델을 적용하여 상기 신호 측정 예측값을 산출하되,
상기 학습 모델은, 장단기 메모리(LSTM: Long Short-Term Memory) 기반의 순환 신경망으로 생성되는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
According to claim 1,
In the measurement value prediction processing step,
Calculate the signal measurement predicted value by applying the learning model that has been learned by taking the reception history information for the signal measurement value of at least one previous received signal as an input,
The learning model is a reception threshold setting method, characterized in that generated by a recurrent neural network based on long short-term memory (LSTM).
제4항에 있어서,
상기 에러 판단 단계는,
상기 수신 임계값을 상기 제1 신호 측정 예측값 및 상기 제2 신호 측정 예측값 각각과 비교하여 신호 해석 에러의 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
According to claim 4,
The error determination step,
The method of setting a reception threshold, characterized in that determining whether a signal analysis error occurs by comparing the reception threshold with the first signal measurement prediction value and the second signal measurement prediction value, respectively.
제6항에 있어서,
상기 에러 판단 단계는,
상기 제1 신호 측정 예측값이 상기 수신 임계값 이하이고 상기 제2 신호 측정 예측값이 상기 수신 임계값 이상인 것으로 확인되면, 상기 신호 해석 에러가 발생하지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
According to claim 6,
The error determination step,
When it is confirmed that the first signal measurement prediction value is less than or equal to the reception threshold and the second signal measurement prediction value is greater than or equal to the reception threshold, it is determined that the signal interpretation error has not occurred.
제7항에 있어서,
상기 신호 수신 처리 단계는,
상기 신호 해석 에러가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 수신 임계값을 상기 최종 수신 임계값으로 설정하고, 설정된 상기 최종 수신 임계값을 기반으로 신규 수신 신호의 수신 처리가 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
According to claim 7,
The signal reception processing step,
When it is determined that the signal interpretation error does not occur, the reception threshold is set as the final reception threshold, and reception processing of a new received signal is performed based on the set final reception threshold. How to set the receive threshold.
제6항에 있어서,
상기 에러 판단 단계는,
상기 제1 신호 측정 예측값이 상기 수신 임계값 초과이거나, 상기 제2 신호 측정 예측값이 상기 수신 임계값 미만인 것으로 확인되면, 상기 신호 해석 에러가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
According to claim 6,
The error determination step,
If it is confirmed that the first signal measurement prediction value exceeds the reception threshold value or the second signal measurement prediction value is less than the reception threshold value, it is determined that the signal interpretation error has occurred.
제9항에 있어서,
상기 신호 수신 처리 단계는,
상기 신호 해석 에러가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 제1 신호 측정 예측값 및 상기 제2 신호 측정 예측값의 평균을 산출하여 상기 수신 임계값을 조정하는 동작을 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
According to claim 9,
The signal reception processing step,
When it is determined that the signal analysis error has occurred, an operation of adjusting the reception threshold by calculating an average of the first signal measurement prediction value and the second signal measurement prediction value is repeatedly performed. method.
제10항에 있어서,
상기 신호 수신 처리 단계는,
조정된 수신 임계값의 신호 해석 에러 발생 여부, 상기 수신 임계값의 유효 주기, 상기 수신 임계값의 조정 빈도 및 상기 수신 임계값의 조정 패턴 중 적어도 하나의 조건에 근거하여 상기 최종 수신 임계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 수신 임계값 설정 방법.
According to claim 10,
The signal reception processing step,
The final reception threshold is set based on at least one condition of whether or not a signal interpretation error of the adjusted reception threshold occurs, an effective period of the reception threshold, an adjustment frequency of the reception threshold, and an adjustment pattern of the reception threshold. A method for setting a reception threshold, characterized in that for.
백스캐터 통신 시스템에서 수신 임계값을 설정하는 장치에 있어서,
적어도 하나의 수신 신호를 획득하는 신호 획득부;
상기 적어도 하나의 수신 신호 각각의 신호 측정값을 기반으로 수신 임계값을 산출하여 설정하는 임계값 설정부;
기 저장된 수신 히스토리 정보를 입력으로 기 학습된 학습 모델을 기반으로 적어도 하나의 예상 수신 신호 각각의 신호 측정 예측값을 산출하는 측정값 예측 처리부;
상기 수신 임계값과 상기 신호 측정 예측값을 비교하여 신호 해석 에러의 발생 여부를 판단하는 에러 판단부; 및
신호 해석 에러에 대한 판단 결과에 따라 상기 수신 임계값을 이용하여 신호 수신을 위한 최종 수신 임계값을 설정하는 신호 수신 처리부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 단말기.
An apparatus for setting a reception threshold in a backscatter communication system,
a signal acquisition unit that acquires at least one received signal;
a threshold setting unit that calculates and sets a reception threshold based on a signal measurement value of each of the at least one received signal;
a measurement value prediction processing unit that calculates a signal measurement prediction value of each of at least one expected reception signal based on a pre-learned learning model by inputting pre-stored reception history information;
an error determining unit comparing the reception threshold with the predicted signal measurement value to determine whether a signal interpretation error has occurred; and
A signal reception processing unit for setting a final reception threshold for signal reception using the reception threshold according to a result of determining a signal interpretation error
A receiving terminal comprising a.
제12항에 있어서,
상기 신호 획득부는,
송신 단말기로부터 전송된 제1 수신 신호 및 상기 제1 수신 신호가 태그에 의해 반사된 신호와 상기 제1 수신 신호가 합쳐진 제2 수신 신호를 포함하는 상기 적어도 하나의 수신 신호를 획득하고,
상기 측정값 예측 처리부는, 이전 수신 신호 중 상기 제1 수신 신호에 대응되는 제1 신호 측정 예측값 및 이전 수신 신호 중 상기 제2 수신 신호에 대응되는 제2 신호 측정 예측값 각각을 산출하는 것을 특징으로 하는 수신 단말기.
According to claim 12,
The signal acquisition unit,
obtaining the at least one received signal including a first received signal transmitted from a transmitting terminal and a second received signal obtained by combining a signal reflected by a tag with the first received signal and the first received signal;
The measurement value prediction processing unit calculates a first signal measurement prediction value corresponding to the first received signal among previous received signals and a second signal measurement prediction value corresponding to the second received signal among previous received signals. Characterized in that receiving terminal.
제13항에 있어서,
상기 에러 판단부는,
상기 수신 임계값을 상기 제1 신호 측정 예측값 및 상기 제2 신호 측정 예측값 각각과 비교하여 상기 제1 신호 측정 예측값이 상기 수신 임계값 이하이고 상기 제2 신호 측정 예측값이 상기 수신 임계값 이상인 것으로 확인되면, 상기 신호 해석 에러가 발생하지 않은 것으로 판단하되,
상기 신호 수신 처리부는, 상기 신호 해석 에러가 발생하지 않은 것으로 판단된 경우, 상기 수신 임계값을 상기 최종 수신 임계값으로 설정하고, 설정된 상기 최종 수신 임계값을 기반으로 신규 수신 신호의 수신 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 단말기.
According to claim 13,
The error determination unit,
When the reception threshold is compared with the first signal measurement prediction value and the second signal measurement prediction value, respectively, and it is determined that the first signal measurement prediction value is less than or equal to the reception threshold value and the second signal measurement prediction value is greater than or equal to the reception threshold value , It is determined that the signal interpretation error has not occurred,
When it is determined that the signal interpretation error does not occur, the signal reception processing unit sets the reception threshold as the final reception threshold and performs reception processing of a new received signal based on the set final reception threshold. A receiving terminal characterized in that for doing.
제13항에 있어서,
상기 에러 판단부는,
상기 수신 임계값을 상기 제1 신호 측정 예측값 및 상기 제2 신호 측정 예측값 각각과 비교하여 상기 제1 신호 측정 예측값이 상기 수신 임계값 초과이거나, 상기 제2 신호 측정 예측값이 상기 수신 임계값 미만인 것으로 확인되면, 상기 신호 해석 에러가 발생한 것으로 판단하되,
상기 신호 수신 처리부는, 상기 신호 해석 에러가 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 제1 신호 측정 예측값 및 상기 제2 신호 측정 예측값의 평균을 산출하여 상기 수신 임계값을 조정하는 동작을 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 수신 단말기.
According to claim 13,
The error determination unit,
Comparing the reception threshold with the first signal measurement prediction value and the second signal measurement prediction value, respectively, confirming that the first signal measurement prediction value exceeds the reception threshold value or the second signal measurement prediction value is less than the reception threshold value If so, it is determined that the signal interpretation error has occurred,
When it is determined that the signal interpretation error has occurred, the signal reception processing unit calculates an average of the first signal measurement prediction value and the second signal measurement prediction value and repeatedly performs an operation of adjusting the reception threshold value. The receiving terminal to be.
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