• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.2643-2648
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• 2012

RFID 시스템에서 리더가 태그를 인식할 때 충돌 방지 기법은 시스템의 성능에 중요한 요인으로 작용한다. 확률론적 기반의 충돌 방지 기법은 슬롯상태를 이용하여 태그 수를 추정하는 기법이다. 태그 수를 더욱 정확하고 빠르게 추정하기 위하여 충돌 방지 기법들이 많이 연구되어 있으나 태그 수를 알 수 없는 환경에서 초기 태그 수에 대한 예측은 고려하지 않고 있다. 본 논문에서는 초기 태그 수를 예측하기 위한 방안을 제안하고 초기 태그 수가 시스템 성능에 미치는 영향과 제안된 기법의 성능을 분석한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제23권9A호
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• pp.2305-2312
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• 1998

본 논문에서는 Virtual Cellular Network(VCN)을 사용하는 무선 통신망에서 음성 패킷의 지연 특성을 분석하였다. 주기적으로 발생하는 음성 패킷이 슬롯-알로하 프로토콜로 전송될 때의 전송 특성을 Markov Chain으로 모델링하여 정상 상태(steady state)에서의 지연 확률 분포를 구하였고, 무선 채널의 평균 수신확률(prbability of capture), 재전송 방식 등이 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 무선 단말기의 수신 확률의 변화에 따른 음성 패킷의 전송 지연 누적 확률 함수를 구하였다. 재전송 방식의 평균 backoff 시간이 성능에 미치는 영향을 알아보기 위해 음성 패킷 발생 주기(N 슬롯시간)당 평균 재전송 횟수, NPr을 파라미터로 정의하였으며 여러가지의 프레임 크기 N에 대하여 1% outage delay를 비교하였다. 성능 실험 결과 NPr의 최적의 범위는 4~7임을 알 수 있었다. 따라서 프레임 크기 N이 주어졌을 때의 재전송 시도 확률 Pr을 구할 수 있다. 또한 전송큐의 크기가 유한함으로써 발생하는 blocking 확률과 전송큐의 적절한 크기를 구하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권9호
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• pp.29-37
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• 2004

현재 RFID 시스템에서 해결할 가장 큰 문제 중 하나는 태그 간의 충돌로 인해 인식효율이 떨어지는 것이다. 기존의 충돌방지 알고리즘 중 프레임 알로하(Framed Slotted ALOHA)방식은 구현이 간단하다는 장점이 있으나, 태그수가 많아짐에 따라 태그 간 충돌로 인해 전체 태그를 읽는데 요구되는 슬롯의 수가 지수적으로 증가하는 단점을 갖고 있다 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해서 태그수가 많을 경우 리더의 요청 메시지에 응답하는 태그수를 제한하고, 태그수가 작을 경우 동적으로 프레임 크기를 변화시켜 고속으로 태그를 인식할 수 있는 분할 응답 프레임 알로하 알고리즘(PRFSA, Partial-Response Framed Slotted ALOHA)을 제안한다 시뮬레이션 결과 PRFSA 알고리즘은 기존의 알고리즘보다 85～100% 성능이 향상됨을 보인다.

• 전기학회논문지P
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• 제64권1호
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• pp.41-44
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• 2015

In cognitive radios, exponentially distributed idle period(EIP) is considered in this paper. In the EIP case, durations of idle periods are be limited and varied by primary traffic arrivals. Accordingly, we first analyze the idle period utilization which can be achieved by the slotted ALOHA in cognitive radio communications. The idle period utilization is a newly defined performance metric to measure the transmission performance of the secondary network as effective time durations utilized for successful secondary transmissions in an idle period. Then, the idle period utilization is maximized through controlling the data transmission time. All technical processes are mathematically analyzed and expressed as closed form solutions.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권6B호
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• pp.561-571
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• 2006

RFID 기술은 전자태그를 이용한 비접촉식 식별기술의 하나로서 IT기술의 큰 시장으로 부상하면서 다양한 연구가 이루어지고 있는 분야이다. 특히, 유통물류 분야에서 다량의 물품을 실시간적으로 식별해야하는 경우, 다중태그 식별을 위한 충돌방지 알고리즘의 성능은 전체 시스템의 성능을 좌우한다. Gen2는 UHF대역의 단일 통합표준으로 정착 예상됨에 따라 이에 대한 활발한 연구 개발이 이루어지고 있다. 본 논문은 Gen2기반 RFID 시스템에서의 슬롯 알로하 기반 충돌방지 알고리즘과 관련하여 태그개수 추정과 슬롯개수 설정에 초점을 맞추어 기존 연구들에 대하여 살펴보았고 태그개수를 효율적으로 추정할 수 있는 새로운 기법을 제안하고 슬롯개수 설정 시 사용되는 시스템효율을 새롭게 정의하였으며 시뮬레이션을 통한 기존 기법들과의 비교 분석의 결과를 제시하였다. 제안하는 태그개수 추정기법은 구현이 쉽고 태그개수가 설정된 슬롯개수의 4배 범위이내에서 효율적으로 태그를 추정하였으며 기존 슬롯효율의 정의와 구별되게 슬롯에 가중치를 부여하여 계산한 식별효율은 시스템효율을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권3호
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• pp.554-561
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• 2017

IoT(Internet of Things) 응용 디바이스는 실내, 지하 등의 신호가 도달하기 어려운 환경에 있는 경우가 많을 뿐만 아니라 송신 출력도 낮으므로 기지국이 낮은 수신 감도에서도 수신이 가능하도록 설계되어야 한다. 이를 위해 채널 상태가 좋지 않은 디바이스는 낮은 부호화율이나 반복전송 등을 이용하여 낮은 데이터 전송률로 전송할 수 있다. 채널 상태에 따라 커버리지 클래스를 나누고 채널 상태에 맞는 전송 속도를 사용할 때 커버리지 클래스마다 패킷의 길이가 다를 수 있으며 슬롯 알로하 랜덤 접속의 성능이 떨어질 수 있다. 특히 서로 다른 커버리지 클래스의 디바이스들이 공유된 자원을 사용할 때는 채널 상태가 나쁜 디바이스의 성능이 떨어질 수 있으며, 반대로 커버리지 클래스마다 분리된 자원을 사용할 때는 한 자원 영역에 랜덤 액세스를 하는 디바이스가 많아지는 혼잡이 발생할 수 있다는 문제가 있다. 본 논문에서는 이를 보완할 수 있는 방법들을 제안한다. 이 연구는 MTC 디바이스를 중심으로 연구하였으며, 추후 발전 가능성이 높은 부분이라 생각된다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권5호
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• pp.33-39
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• 2010

본 연구에서는 UHF 대역의 18000-6 Type C Class Generation 2(이하 Gen2) 표준의 충돌방지 알고리즘을 사용하여 개선된 충돌방지 알고리즘을 제안하고 이를 토대로 충돌방지 유닛을 설계하였다. Gen2 표준은 슬롯 알로하 알고리즘 계열에서 비교적 높은 성능을 가지는 증가형 방식을 채택하여 사용하고 있으며, 이를 위해 Q 알고리즘을 제시하고 있다. 하지만 슬롯 카운터 선택 파라미터 Q에 따른 초기 $Q_{fp}$ 값에 대한 정확한 정의가 되어 있지 않아, 잘못된 값 선택으로 인한 성능의 저하가 우려된다. 따라서 본 연구에서 태그인식시간, 데이터 처리량, 시스템 효율을 증가 시킬 수 있는 개선된 Q 알고리즘을 제안하였다. 제안한 Q 알고리즘에 의하여 5%정도의 시스템 효율 성능 향상과 9% 정도의 태그인식시간 감소를 얻을 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.581-588
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• 2019

본 논문에서는 슬롯화된 ALOHA 센서 네트워크에서 노드의 전송 공평성을 향상하기 위한 변형된 백오프 알고리즘을 제안한다. 계층화된 네트워크 구조에서 하위 노드들에 의해 전송된 데이터를 종합하여 처리해야하는 경우 하위 특정 노드의 성능 저하는 전체 시스템의 성능 저하를 야기할 수 있다. 따라서 네트워크에 참여하는 모든 노드에게 공평한 전송 성능을 보장하는 것이 중요하다. 제안하는 기법에서는 현재의 전송 결과 뿐 아니라 과거의 전송 결과를 고려하여 노드의 전송 대기 시간을 선정한다. 또한 연속적으로 전송에 실패한 노드에게는 점차 짧은 대기시간을 부여하고 연속적으로 전송한 성공한 노드에게는 점차 긴 대기시간을 부여한다. 이를 통해 전송 공평성을 향상시킨다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 성능을 대표적인 백오프 알고리즘인 BEB(binary exponential back-off) 알고리즘과 비교, 분석한다. 실험 결과 제안하는 기법을 적용했을 때 BEB에 비해 전송용량은 다소 저하(최대 5.8%, 최소 2.0%, 평균 3.0%)되지만 공평성은 크게 향상(최대 13.4%, 최소 3.6%, 평균 9.0%)됨을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권8호
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• pp.35-46
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• 2006

RFID 리더는 자신이 전송한 명령에 대한 태그의 응답을 수신하여 태그를 인식한다. 이때 근접한 거리에 위치하고 있는 리더들이 동일한 주파수를 이용하거나, 여러 리더가 동시에 하나의 태그에 명령을 전송하는 경우 서로 간섭을 일으킬 수 있는데 이를 RFID 리더 충돌이라고 한다. 리더 충돌이 발생하면 리더의 명령이 태그에게 전달되지 않거나 전송된 명령에 대해 태그가 올바르게 응답할 수 없다. 따라서 RFID 국제 표준 및 논문들은 리더 충돌을 줄이기 위한 기법들을 규정하거나 제안하고 있다. 이 중 Colorwave와 Enhanced Colorwave는 TDM(Time Division Multiplex) 기반의 프레임 알로하 방식을 이용한 리더충돌방지 기법으로 충돌 확률에 따라 프레임의 크기를 변경하여 효과적으로 리더 충돌을 줄일 수 있다. 그러나 이 알고리즘들은 충돌을 경험한 리더들이 충돌을 피하기 위해 자신의 슬롯을 새롭게 선택하는 과정에서 불필요한 충돌을 발생시킬 수 있다는 단점을 가지고 있다. 충돌 발생 리더들이 프레임 내의 임의의 슬롯으로 이동하기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 프레임 내 슬롯의 점유 여부를 모니터링 하여 리더 충돌이 발생한 경우 리더들이 점유할 확률이 가장 낮은 슬롯을 선택하는 새로운 리더 충돌방지 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 이용하여 성능을 분석한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.1-10
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• 2013

RFID(Radio Frequency Identification)시스템은 하나의 RFDI리더, 다수의 RFID태그 장치들로 이루어진 비접촉방식의 근거리 무선 인식 기술이다. RFID태그는 자체적인 연산 수행이 가능한 능동형 태그와 이에 비해 성능은 떨어지지만 저렴한 가격으로 물류 유통에 적합한 수동형 태그로 나눌 수 있다. 데이터 처리 장치는 리더와 연결되어 리더가 전송받은 정보를 처리한다. RFID 시스템은 무선주파수를 이용해 다수의 태그를 빠른 시간에 인식할 수 있다. RFID시스템은 유통, 물류, 운송, 물품관리, 출입 통제, 금융 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 하지만 RFID시스템을 더욱 확산시키기 위해서는 가격, 크기, 전력소모, 보안 등 해결할 문제가 많다. 그 문제들 중에서 본 논문에서는 다수의 수동형 태그를 인식할 때 발생하는 충돌 문제를 해결하기 위한 알고리즘을 제안한다. RFID 시스템에서 다수의 태그를 인식하기 위한 충돌 방지 기법에는 확률적인 방식과 결정적인 방식 그리고 이를 혼합한 하이브리드 방식이 있다. 본 논문에서는 우선 기존에 있던 확률적 방식의 충돌방지기법인 알로하 기반 프로토콜과 결정적 방식의 충돌방지기법인 트리 기반 프로토콜에 대해 소개한다. 알로하 기반 프로토콜은 시간을 슬롯 단위로 나누고 태그들이 각자 임의로 슬롯을 선택하여 자신의 ID를 전송하는 방식이다. 하지만 알로하 기반 프로토콜은 태그가 슬롯을 선택하는 것이 확률적이기 때문에 모든 태그를 인식하는 것을 보장하지 못한다. 반면, 트리 기반의 프로토콜은 리더의 전송 범위 내에 있는 모든 태그를 인식하는 것을 보장한다. 트리 기반의 프로토콜은 리더가 태그에게 질의 하면 태그가 리더에게 응답하는 방식으로 태그를 인식한다. 리더가 질의 할 때, 두 개 이상의 태그가 응답 한다면 충돌이라고 한다. 충돌이 발생하면 리더는 새로운 질의를 만들어 태그에게 전송한다. 즉, 충돌이 자주 발생하면 새로운 질의를 자주 생성해야하기 때문에 속도가 저하된다. 그렇기 때문에 다수의 태그를 빠르게 인식하기 위해서는 충돌을 줄일 수 있는 효율적인 알고리즘이 필요하다. 모든 RFID태그는 96비트의 EPC(Electronic Product Code)의 태그ID를 가진다. 이렇게 제작된 다수의 태그들은 회사 또는 제조업체에 따라 동일한 프리픽스를 가진 유사한 태그ID를 가지게 된다. 이 경우 쿼리 트리 프로토콜을 이용하여 다수의 태그를 인식 하는 경우 충돌이 자주 일어나게 된다. 그 결과 질의-응답 수는 증가하고 유휴 노드가 발생하여 식별 효율 및 속도에 큰 영향을 미치게 된다. 이 문제를 해결하기 위해 충돌 트리 프로토콜과 M-ary 쿼리 트리 프로토콜이 제안되었다. 하지만 충돌 트리 프로토콜은 쿼리 트리 프로토콜과 마찬가지로 한번에 1비트씩 밖에 인식을 못한다는 단점이 있다. 그리고 유사한 태그ID들이 다수 존재할 경우, M-ary 쿼리 트리 프로토콜을 이용해 인식 하면, 불필요한 질의-응답이 증가한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하고자 M-ary 쿼리 트리 프로토콜의 매핑 함수를 이용한 m-비트 인식, 맨체스터 코딩을 이용한 태그 ID의 충돌정보, M-ary 쿼리 트리의 깊이를 하나 감소시킬 수 있는 예측 기법을 이용하여 성능을 향상시킨 적응형 M-ary 쿼리트리 프로토콜을 제안한다. 본 논문에서는 기존의 트리기반의 프로토콜과 제안하는 기법을 동일한 조건으로 실험하여 비교 분석 하였다. 그 결과 제안하는 기법은 식별시간, 식별효율 등에서 다른 기법들보다 성능이 우수하다.