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능동형 RFID시스템에서 태그 인식 속도 향상을 위한 고속 태그 충돌 방지 알고리즘
High-Tag anti-collision algorithm to improve the efficiency of tag Identification in Active RFID System 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.7 no.2, 2012년, pp.235 - 242  

이한영 (인천대학교 정보통신공학과)

초록
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현재 RFID 시스템에서 해결하여야 할 가장 큰 문제 중 하나는 태그간의 충돌로 인해 인식 효율이 떨어진다는 것이다. 기존의 충돌 방식 중 BS 충돌 방지 알고리즘 방식은 구현이 간단하다는 장점이 있으나, 태그 수가 많아짐에 따라서 태그간 충돌에 의해 전체 태그를 읽는데 요구되는 단계별 스케줄 횟수가 증가하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해서 충돌 예상을 최소화 하기 위해 사전에 '0'과 '1'의 결정 비트를 통해 복수의 응답 프레임(MF)을 제안한 방식을 제안하였다. 시뮬레이션 결과 복수 응답 프레임 (MF) 알고리즘은 기존의 알고리즘보다 30~50% 성능이 향상됨을 보인다는 것을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In RFID System, one of the problem that we must slove is to devise a good anti-collision algorithms to improve the efficiency of tag identification which is usually low because of tag collision. Among of the existing RFID anti-collision algorithm, BS (Binary Search) algorithm, though simple, has a d...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 태그 인식 향상을 개선하기위해 제안하는 알고리즘 개선 목표로는 위에서 이미 정리되어진 기본적인 Tree-Based, Query Tree 검색 등의 단점을 보완한 방식으로 두 개 이상의 태그들로부터 복수의 인식 번호를 수신 받음으로써 리더 중재기의 프레임 전송 단계를 줄이는데 있도록 한다. 즉 제안한 구성 및 스케쥴 방식에서는 첫 번째로는 리더 중재기의 특별한 인식 번호 요청 프레임에 따라, 순차적으로 각 태그들의 전송 절차는 인식 번호간의 간섭 현상을 최소화 하도록 스케쥴 되도록 구성하였다.
  • 본 논문을 통하여, 복수의 충돌을 회피하기 위하여 사용되어진 효율적인 Tree-based 충돌 회피 프레임 구조와 복수 응답 태그 스케줄을 사용한 방법이 제안되어졌다. 제안되어진 알고리즘 구조는 같은 태그 수를 가지고서도 검색 및 인식 성능 향상이 30%이상이 절감되어 졌음을 알 수 있었다.
  • 두번째로는 리더기의 중재 전송 스케줄을 통한 충돌 및 간섭 현상을 줄이도록 함으로써 전체 태그 인식 성능을 향상 시키는데 있다고 제안하였다. 이와 같은 구성을 이용하기 위해서, 두 개의 충돌 회피 프레임을 적용하여 활성화 프레임과 복수 응답 프레임으로 재 구성되어지도록 제안하고자 한다.
  • 제안 한 충돌 방지 알고리즘의 주요한 목표로는 기존 BS 계열의 BER (Bit Error Rate)를 개선하기 위하여 두 개 이상의 태그로부터 복수의 사용자 ID 충돌 전송 프래임의 반복 전송 횟수 및 충돌 프레임 수를 줄이는 데 있다고 하겠다. 충돌 전송 프레임의 반복 전송 횟수를 줄이기 위해서는 태그의 전송 절차에 따라 사용자 ID간섭을 최소화 하기 위한 스케줄이 제안되어져야 한다.

가설 설정

  • BS 계열은 기본적으로 Tree-Based 충돌 회피 방식을 적용하고 있어 이를 기반으로 충돌 회피 알고리즘이 제안되어진다. 본 논문에서는 이용 가능한 태그의 인식 번호는 단순성을 위하여 4비트로 인식되어지는 것으로 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
BS 충돌 방지 알고리즘 방식의 장단점은 무엇인가? 현재 RFID 시스템에서 해결하여야 할 가장 큰 문제 중 하나는 태그간의 충돌로 인해 인식 효율이 떨어진다는 것이다. 기존의 충돌 방식 중 BS 충돌 방지 알고리즘 방식은 구현이 간단하다는 장점이 있으나, 태그 수가 많아짐에 따라서 태그간 충돌에 의해 전체 태그를 읽는데 요구되는 단계별 스케줄 횟수가 증가하는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해서 충돌 예상을 최소화 하기 위해 사전에 '0'과 '1'의 결정 비트를 통해 복수의 응답 프레임(MF)을 제안한 방식을 제안하였다.
SDMA 기법은 무엇인가? 이러한 다중인식 기술은 태그가 어떤 데이터 전송영역을 할당하여 사용하느냐에 따라 SDMA, FDMA, TDMA 등으로 구분할 수 있다[3]. SDMA란 각 태그에게 일정한 물리적 공간을 할당하여 태그를 인식하는 방법이다. 여러 개의 리더와 안테나를 열을 지어 설치하여 태그를 인식하는 방법으로 리더와 안테나를 많이 설치하여야 한다.
FDMA가 리더와 통신하는 방식은 무엇인가? FDMA란 각 태그들에게 별도의 주파수 채널을 할당하여 다수의 태그를 인식하는 방식으로, FDMA 기술은 현재 아날로그 휴대전화나 위성통신 등에서 널리 쓰이고 있다[3]. 이 방식에서는 각 태그들이 자신의 고유한 주파수 채널을 이용하여 리더와 통신한다. 따라서 리더는 동시에 다수의 태그를 인식할 수 있게 된다.
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참고문헌 (7)

  1. 이수련, 이채우, "RFID 시스템의 다중인식기술 현황", 한국전파학회지, 15권, 2권, pp. 44-45, 2004. 

  2. 이근호, "무선인식(RFID)기술", TTA 저널, 89호, pp. 124-128 2003.. 

  3. Klaus Finkenzeller, RFID handbook, Second Edition, Jone Wiley & Sons, 2003. 

  4. R. Raphael, S. Moshe, Multiple Access Protocols, Springer-Verlag, 1990. 

  5. Biddle, P., England, P., Peinado, M. and Willman, B., "The Darknet and the future of content protection", In Digital Rights Management-Technological, Economic, Legal and Political Aspects. LNCS 2770, Springer, pp. 344-365. 

  6. 류남훈, 반경진, "RFID 태그 데이터를 이용한 3차원 시각화 정보시스템 설계 및 구현", 한국전자통신학회논문지, 2권, 4호, pp.203-208, 2007. 

  7. 신명숙, 이준, "계산 그리드를 이용한 대량의 RFID 태그 판별 시간 단축 방법" 한국전자통신학회논문지, 5권, 5호, pp.547-554, 2010. 

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