RFID 시스템에서 중지 신호를 이용한 충돌방지 프로토콜

임인택,최진오,Lim In-Taek,Choi Jin-Oh 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.4

본 논문에서는 RFID 시스템에서 식별영역 내에 있는 태그들을 식별하기 위하여 무기억 특성을 갖는 QT 프로토콜을 개선한 QT_ss 프로토콜을 제안한다. QT_ss 프로토콜에서는 질의 문자열이 식별코드의 처음 비트들과 일치하는 태그는 자신의 식별코드로 응답한다. 태그가 응답하는 동안 리더가 충돌을 감지하면 리더는 중지 신호를 방송한다. 한편 태그들이 응답을 전송하는 도중에 중지 신호를 수신하면 전송을 중단한다. 성능 분석의 결과, 본 논문에서 제안한 QT_ss 프로토콜이 QT 프로토콜에 비하여 태그의 응답 비트 수가 월등히 적음을 알 수 있었다. In this paper, a QT_ss protocol is proposed for identifying all the tags within the identification range. The proposed QT_ss protocol revises the QT protocol, which has a memoryless property. In the QT_ss protocol, the tag will send all the bits of their identification codes when the query string matches the first bits of their identification codes. While the tags are sending their identification codes, if the reader detects a collision bit, it will send a signal to the tags to stop sending. According to the simulation results, the QT_ss protocol outperforms the QT protocol in terms of the number of response bits.

응답 라운드 조기종료와 전송확률 제어를 통한 STAC 프로토콜의 성능 개선

임인택,Lim, Intaek 한국정보통신학회 2013 한국정보통신학회논문지 Vol.17 No.11

Auto-ID 센터에서는 13.56MHz RFID 시스템에서 다중 태그를 식별하기 위한 충돌 방지 알고리즘으로 STAC 프로토콜을 제안하였다. STAC 프로토콜에서는 다음 응답 라운드의 슬롯 개수를 결정하기 위하여 태그 수 추정 기법을 적용한다. 이 경우 추정한 태그의 수에 오차가 발생하면 충돌 또는 빈 슬롯이 많이 발생할 수 있으므로 식별 성능이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 응답 라운드 동안 빈번한 충돌 또는 빈 슬롯이 발생하면 응답 라운드를 종료하는 기법과 태그의 전송확률을 제어하는 기법을 적용한 ERPB 알고리즘을 제안하고, 이에 대한 성능을 분석한다. 시뮬레이션을 통한 성능분석의 결과, 제안한 기법은 충돌률이 STAC 프로토콜에 비하여 39% 정도 낮으므로 태그 식별 시간이 짧음을 알 수 있었다. In 13.56MHz RFID system of Auto-ID center, STAC protocol is defined as an anti-collision algorithm for multiple tag reading. In STAC protocol, the reader uses the tag number estimation scheme to determine the number of slots for the next reply round. If errors occur in the estimated number of tags, the identification performances will be degraded due to a lot of collision or idle slots. Therefore, in this paper, we propose an ERPB algorithm that the reader cancels the reply round when it experiences a series of collision or idle slots during the current round. The transmission probability control for the tag is also applied to the proposed algorithm. Through simulations, it is demonstrated that the collision rate for the proposed scheme is about 39% lower than STAC protocol. Therefore, the proposed scheme can achieve faster tag identification time compared with STAC protocol due to the low collision rate.

EPCglobal Class-1 Gen-2 RFID 시스템에서 고속 태그 식별을 위한 개선된 Q-알고리즘

임인택,Lim, In-Taek 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.3

EPCglobal Class-1 Gen-2 RFID 시스템의 Q-알고리즘에서는 슬롯-카운트 매개변수인 $Q_{fp}$ 값에 대한 초기 값이 정의되어 있지 않고, 슬롯-카운트의 크기를 증감시키기 위한 매개변수인 가중치 C의 값이 정해져 있지 않다. 따라서 태그의 수가 적은 상태에서 초기 $Q_{fp}$ 값을 크게 하면 빈 슬롯이 많이 발생하고, 태그의 수가 많은 상태에서 초기 $Q_{fp}$값을 적게 하면 충돌이 많이 발생한다. 또한 적절하지 못한 가중치를 선택할 경우 빈 슬롯 또는 충돌 슬롯이 많이 발생할 수 있다. 이로 인하여 질의 라운드 동안 최적의 프레임 크기에 수렴하는 속도가 늦어지므로 성능이 저하되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 태그 수를 추정하여 최적의 초기 $Q_{fp}$ 값을 할당하고 현재의 슬롯-카운트 크기에 따라 가중치를 결정하는 기법을 제안하고, 이에 대한 성능을 분석한다. In Q-algorithm of EPCglobal Class-1 Gen-2 RFID system, the initial value of $Q_{fp}$, which is the slot-count parameter, is not defined in the standard. And the values of weight C, which is the parameter for incrementing or decrementing the slot-count size, are not determined. Therefore, if the number of tags is small and we let the initial $Q_{fp}$ be large, the number of empty slot will be large. On the other hand, if we let the initial $Q_{fp}$ be small in spite of many tags, almost all the slots will be collided. Also, if the reader selects an inappropriate weight, there are a lot of empty or collided slots. As a result, the performance will be declined because the frame size does not converge to the optimal point quickly during the query round. In this paper, we propose a scheme to allocate the optimal initial $Q_{fp}$ through the tag number estimation and select the weight based on the slot-count size of current query round.

Gen-2 RFID 시스템에서 가중치 차별화를 통한 슬롯 카운트 선택 알고리즘의 성능 향상

임인택,Lim, In-Taek 한국정보통신학회 2011 한국정보통신학회논문지 Vol.15 No.3

EPCglocal Class-1 Gen-2 RFID 시스템에서는 응답 슬롯의 상태에 따라 다음 질의 라운드의 슬롯 카운트 크기를 결정하는 슬롯 카운트 선택 알고리즘을 제안하였다. Gen-2 RFID 시스템의 슬롯 카운트 선택 알고리즘에서는 슬롯 카운트의 크기를 일정한 값을 가진 가중치 C만큼 증가 또는 감소시킨다. 슬롯의 상태와 무관하게 가중치 C의 값을 동일하게 적용함으로 인하여 알고리즘이 단순한 장점이 있는 반면, 최적의 슬롯 카운트 크기를 유지하기 어려운 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 태그의 응답 결과에 따라 가중치 C의 값을 서로 다르게 적용한 적응적 슬롯 카운트 선택 알고리즘을 제안하고, 이에 대한 성능을 분석한다. 시뮬레이션을 통한 성능분석의 결과, 제안한 알고리즘은 충돌률이 Wang이 제안한 기법과 Gen-2 기법에 비하여 각각 42% 및 65% 정도 낮으므로 태그 식별 시간이 짧음을 알 수 있었다. In EPCglobal Class-1 Gen-2 RFID system, a slot-count selection algorithm has been proposed to determine the slot-count size depending on the status of reply slot. In the slot-count selection algorithm of Gen-2, the slot-count value is increased or decreased by the weight C, which is identical and independent of the slot status. It has an advantage that the algorithm is simple, but it is difficult to maintain an optimal slot-count size. Therefore, in this paper, we propose an adaptive slot-count selection algorithm, which applies the parameter C differently based on the result of tag replies. Through simulations, it is demonstrated that the collision rate for the proposed scheme is about 42% and 65% lower than the schemes proposed by Wang and Gen-2. Therefore, the adaptive slot-count selection algorithm achieves faster tag identification time compared with the existing algorithms due to the low collision rate.

능동형 RFID 시스템의 성능 개선을 위한 간소화된 태그 수집 알고리즘

임인택,Lim, Intaek 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.4

본 논문에서는 능동형 RFID 시스템의 표준인 ISO/IEC 18000-7의 성능을 개선하기 위하여 간소화된 태그 수집 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘에서는 태그 수집 라운드의 시작을 나타내는 수집 명령을 수정하여, 이전 라운드의 LP 구간 응답에 대한 결과를 포함시킨다. 수집 명령을 수신한 태그는 자신이 응답한 슬롯의 충돌 여부를 확인하고, 별도의 점대점 읽기 명령과 슬립 명령 없이 자신의 데이터 슬롯으로 추가적인 데이터를 전송하고 슬립 상태로 천이한다. 표준에서의 수집 라운드는 일련의 수집 명령, 수집 응답, 읽기 명령, 읽기 응답, 및 슬립 명령으로 구성된다. 반면, 제안한 태그 수집 알고리즘은 표준과는 달리 하나의 수집 라운드가 수집 명령 및 수집 응답으로만 구성된다. 성능 분석결과, 태그의 수가 300개일 때 제안한 기법의 평균 식별지연은 표준에 비하여 16% 개선됨을 알 수 있었다. In this paper, we propose a simplified tag collection algorithm to improve the performances of ISO/IEC 18000-7, which is a standard for an active RFID system. The proposed algorithm modifies the collection command that enables to start a tag collection round. The modified collection command includes the results of the listen period response for the previous collection round. Tags that receive the collection command check the collision status for their responses. If there is no collision, tags transmit their additional data and go into the sleep mode without the point-to-point read command and sleep command. A collection round for the standard consists of a collection command and response, a read command and response, and sleep command. On the other hand, in the proposed algorithm, a collection round consists of a collection command and response. The simulation results showed that the proposed algorithm can improve the identification delay about 16% compared with the standard when the number of tags are 300.

RFID 시스템에서 태그 식별을 위한 개선된 QT 프로토콜

임인택,최진오,Lim, In-Taek,Choi, Jin-Oh 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.3

본 논문에서는 RFID 시스템에서 식별영역 내에 있는 태그들을 식별하기 위하여 무기억 특성을 갖는 QT 프로토콜을 개선한 QT_rev 프로토콜을 제안한다. QT_rev 프로토콜에서는 질의 문자열이 식별코드의 처음 비트들과 일치하는 태그는 식별코드 중에서 질의 문자열을 제외한 나머지 비트들로만 응답한다. 또한 리더는 태그들의 응답 문자열 중에서 충돌이 발생한 비트 위치를 알 수 있으므로 충돌이 발생한 위치가 태그 식별코드의 마지막 비트이면 리더는 더 이상의 질의가 없이 두 개의 태그를 동시에 식별할 수 있다. 성능 분석의 결과, 본 논문에서 제안한 QT_rev 프로토콜은 QT 프로토콜에 비하여 리더의 질의 횟수와 태그의 응답 비트 수가 월등히 적음을 알 수 있었다. In this paper, a QT_rev protocol is proposed for identifying all the tags within the identification range. The proposed QT_rev protocol revises the QT protocol, which has a memoryless property. In the QT_rev protocol, the tag will send the remaining bits of their identification codes when the query string matches the first bits of their identification codes. After the reader receives all the responses of the tags, it knows which bit is collided. If the collision occurs in the last bit, the reader can identify two tags simultaneously without further query. According to the simulation results, the QT_rev protocol outperforms the QT protocol in terms of the number of queries and the number of response bits.

RFID 시스템에서 고속 태그 식별을 위한 동적 FSA 알고리즘

임인택,최진오,Lim In-Taek,Choi Jin-Oh 한국정보통신학회 2006 한국정보통신학회논문지 Vol.10 No.5

RFID 시스템에서 태그들이 동시에 응답을 하면 충돌이 발생하며, 이를 해결하는 기술이 충돌방지 알고리즘이다. 기존의 충돌방지 알고리즘 중에서 SFSA (Static Framed Slot ALOHA) 알고리즘은 구현이 간단한 장점이 있지만, 프레임의 크기가 고정되어 있기 때문에 태그 수가 가변적인 경우에는 시스템 성능이 저하되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 충돌이 발생한 슬롯의 수를 이용하여 매 프레임마다 최적의 프레임 크기를 결정하는 DFSA (Dynamic FSA) 알고리즘을 제안한다. 성능 분석의 결과, DFSA 알고리즘은 기존의 SFSA알고리즘에 비하여 빠른 태그 식별이 가능함을 알 수 있었다. In RFID system, when multiple tags respond simultaneously, a collision can occur. A method that solves this collision is referred to as anti-collision algorithm. Among the existing anti-collision algorithms, SFSA, though simple, has a disadvantage that when the number of tags is variable, the system performance degrades because of the fixed frame size. This paper proposes a new anti-collision algorithm called DFSA which determines the optimal frame size using the number of collided slots at every frame. According to the simulation results, the tag identification time of the proposed algorithm is faster than that of SFSA.

태그수추정에 기반한 동적 프레임 크기 할당 기법

임인택,Lim, In-Taek 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.3

RFID 시스템은 식별되고자하는 사물에 부착된 태그들과 이를 인식하는 리더로 구성된다. 기존의 바코드 시스템과는 달리, 태그와 리더간에 접촉이 없이도 저장된 정보를 읽을 수 있는 특징이 있다. 이러한 비접촉 특성으로 인하여 RFID 기술은 다양한 응용 분야에서 바코드를 대신할 기술이 될 것이다. 13.56MHz 대역을 사용하는 대부분의 RFID 시스템은 리더 의 식별 영역에 있는 다중 태그를 식별하기 위하여 FSA 알고리즘을 사용한다. FSA 알고리즘인 경우, 식별 영역내에 있는 태그의 수와 프레임의 크기에 따라 태그식별 지연 시간과 시스템 효율이 크게 변화한다. 본 논문에서는 이러한 RFID 시스템에서 태그의 수를 추정하고, 추정한 태그의 수를 기반으로 프레임 크기를 동적으로 할당하는 기법을 제안한다. An RFID system consists of radio frequency tags attached to objects that need to be identified and one or more electromagnetic readers. Unlike the traditional bar code system, the great benefit of RFID technology is that it allows information to be read without requiring contact between the tag and the reader. For this contact-less feature, RFID technology in the near future will become an attractive alternative to bar code in many application fields. In almost all the 13.56MHz RFID systems, FSA algorithm is used for identifying multiple tags in the reader's identification range. In FSA algorithm, the tag identification time and system efficiency depend mainly on the number of tags and frame size. In this paper, we propose a tag number estimation scheme and a dynamic frame size allocation scheme based on the estimated number of tags.

RFID 시스템에서 고속 태그 식별을 위한 충돌방지 알고리즘

임인택,Lim, In-Taek 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.2

본 논문에서는 RFID시스템에서 식별영역 내에 있는 태그들을 식별하기 위하여 무기억 특성을 갖는 QT 알고리즘을 개선한 QT_ecfi 알고리즘을 제안한다. QT_efci 알고리즘에서는 질의 문자열이 식별코드의 처음 비트들과 일치하는 태그는 식별코드 중에서 질의 문자열을 제외한 나머지 비트들로만 응답한다. 리더는 태그들의 응답 문자열 중에서 충돌이 발생한 비트 위치를 알 수 있으므로 충돌이 발생한 위치가 태그 식별코드의 마지막 비트이면, 리더는 더 이상의 질의가 없이 두 개의 태그를 동시에 식별할 수 있다. 한편 태그가 응답하는 동안 리더가 충돌을 감지 하면 리더는 중지 신호를 방송한다. 성능분석의 결과, 본 논문에서 제안한 QT_efci 알고리즘은 QT 알고리즘에 비하여 리더의 질의 횟수와 태그의 응답 비트 수가 월등히 적음을 알 수 있었다. In this paper, a QT_ecfi algorithm is proposed for identifying all the tags within the identification range. The proposed QT_ecfi algorithm revises the QT algorithm, which has a memoryless property. In the QT_ecfi algorithm, the tag will send the remaining bits of their identification codes when the query string matches the first bits of their identification codes. When the reader receives all the responses of the tags, it knows which bit is collided. If the collision occurs in the last bit, the reader can identify two tags simultaneously without further query. While the tags are sending their identification codes, if the reader detects a collision bit, it will send a signal to the tags to stop sending. According to the simulation results, the QT_ecfi algorithm outperforms the QT algorithm in terms of the number of queries and the number of response bits.

RFID 시스템에서 고속 태그 식별을 위한 최적의 프레임 크기 할당 기법

임인택,Lim, In-Taek 한국정보통신학회 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.9

13.56MHz ISM 대역을 사용하는 대부분의 RFID 시스템은 슬롯 ALOHA 방식을 기반으로 하는 고정된 프레임 크기를 갖는 FSA 알고리즘을 충돌 방지 알고리즘으로 사용하고 있다. FSA 알고리즘의 경우, 알고리즘의 구현이 간단한 장점이 있지만, 프레임의 크기가 고정되어 있기 때문에 태그 수가 가변적인 경우에는 시스템 성능이 저하되는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 리더의 식별 영역 내에 있는 태그의 수를 기반으로 매 프레임마다 최적의 프레임 크기를 할당하는 OFSA 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 성능 분석의 결과, OFSA 알고리즘은 기존의 FSA 알고리즘에 비하여 항상 최적의 시스템 효율을 얻을 수 있었으며, 최소의 식별 지연 시간을 얻을 수 있었다. Almost all the RFID systems in the 13.56MHz ISM band adopt the FSA algorithm as the anti-collision algorithm. The FSA algorithm is based on the slotted ALOHA with a fixed frame size. The FSA, though simple, has a disadvantage that when the number of tags is variable, the system performance degrades because of the fixed frame size. Therefore, this paper proposes a new OFSA. The proposed OFSA algorithm dynamically allocates the optimal frame size at every frame based on the number of tags in the reader's identification range. According to the simulation results, the system efficiency of the proposed algorithm should be maintained optimally. Also, the proposed algorithm always obtained the minimum tag identification delay.