Reader Anti-Collision Algorithm via Estimation of Channel Congestion

채널 혼잡 추정 리더 충돌 방지 알고리즘

  • Yoo, Jun-Sang (School of Electrical and Computer Engineering, Ajou University) ;
  • Lee, Chae-Woo (School of Electrical and Computer Engineering, Ajou University)
  • 유준상 (아주대학교 전자공학회) ;
  • 이채우 (아주대학교 전자공학회)
  • Published : 2009.04.25

Abstract

In RFID field, when the neighboring readers try to occupy the same or adjacent channel simultaneously, there exists reader-to-reader interference; it calls reader collision. From the reader collision, the tags cannot response correctly query from the reader. Reader anti-collision schemes have been developed, and particularly, the Listen-Before-Talk(LBT) scheme is proposed to avoid reader collision in ETSI in multi channel environment. However, in ETSI, there is a drawback that the reader collision does not decreases effectively because the reader selects randomly a channel without considering the channel environment and readers try to occupy the channel concurrently. In this paper, we propose a algorithm based on LBT scheme considering multi channel environment as well as made up for the drawbacks of LBT The proposed algorithm applies random backoff, the collision avoidance mechanism. And it can reduce delay because of our proposed estimation mechanism Simulation using OPNET shows that the proposed algorithm achieves higher superiority than that of the simple algorithms in sparse and dense reader mode.

RFID 환경에서 근접한 거리에 위치한 리더들이 동시에 동일 채널 또는 인접 채널을 사용할 경우 리더들 간 간섭을 일으키게 되는데 이를 리더 충돌이라 한다. 리더 충돌로 인해 리더의 명령이 태그에게 전송되지 않거나, 리더에 대해 태그가 응답할 수 없게 된다. 리더 충돌을 줄이기 위해 리더 충돌 방지 기법에 관한 연구가 이루어지고 있으며, ETSI에서는 다중 채널 환경에서 Listen-Before-Talk(LBT) 방식을 제안하고 있다. 그러나 이 방식에서는 채널 상황에 대한 고려 없이 채널을 임의로 선택하고, 채널 호핑을 수행한다. 또한, 채널을 점유하기 위해 여러 리더가 기다리는 경우 동시에 채널 상태를 확인하게 되어 리더 충돌을 효과적으로 줄이지 못한다. 본 논문에서는 다중 채널 환경을 고려한 LBT 방식을 기반으로 하되, 위 단점들을 보안한 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 채널 센싱 랜덤 백오프를 사용하고, 효율적인 채널 호핑을 위해 채널 혼잡을 추정하는 기법을 제안하여 채널 호핑 여부를 판단한다. OPNET시뮬레이터를 통해 희소 리더 환경 및 밀집 리더 환경에서 제안하는 알고리즘의 우수성을 확인하고 검증한다.

Keywords

References

  1. K. Finkenzeller, RFID Handbook: Radio-Frequency Identification Fundamentals and Applications, John Wiley, New York, 2003, pp.200~219
  2. S Anusha, 'RFID Networks - Reader Collision Problem and Tag Identification Problem for mobile readers'
  3. Dong-Her Shih, Po-Ling Sun, David C.Yen, Shi-Ming Huang, 'Taxonomy and survey of RFID anti-collision protocols', Computer Communi-cations 29, p2150-2166, 2006 https://doi.org/10.1016/j.comcom.2005.12.011
  4. S.R. Lee, C.W. Lee, 'An Enhanced Colorwave Reader Anti-collision Algorithm in RFID system', ITC-CSCC 2006, pp. 145-148, July 2006
  5. 전파연구소, '전파연구소고시 제2006-84호: 방송-해상-항공-전기통신사업용 외의 기타업무용 무선설비의 기술기준', 전파연구소, October, 2006
  6. J. Waldrop, D. W. Engles, S. E. Sarma, 'Colorwave : An Anticollision Algorithm for the Reader Collision Problem,' 2003 IEEE International Conf. on Communications, May 2003
  7. Shailesh M.Birari and Sridhar Iyer, 'PULSE: A MAC Protocol for RFID Networks', LNCS, 1036-1046, Springer
  8. Juniuns Ho, Daniel W.Engles, Sanjay E.Sarma 'HiQ: A hierarchical Q-Learning Algorithm to Solve the Reader Collision Problem', SAINTW 2006
  9. 옥치영, 권성호, 최진철, 배지훈, 이채우, 'RFID 시스템에서의 적응형 리더 충돌 방지 알고리즘', 전자공학회, 2008
  10. ISO/IEC JTC 1/SC 32/WG 4, Information Technology automatic identification and data capture techniques-Radio frequency identification for item management - Part 6: parameter for air interference communications at 860MHz to 960MHz, ISO/IEC FDIS 18000-6, November 2003
  11. EPCglobal, 'EPC Radio-Frequency Identity Protocols Genseration 2 UHF RFID Tag(Class 1): Protocol for Communications at 860MHz - 960MHz,' Working Draft Version 1.0.4, February 2004
  12. European Telecommunications Standards Institue, 'Electromagnetic compatibility and Radio- spectrum Matters(ERM); Frequency-agile Generic Sort Range Devices using Listen- Before-Transmit(LBT)', Draft ETSI TS 102 562 v1.1.1, March 2007
  13. http://www.opnet.com