• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.731-736
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• 2017

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.

• 한국통신학회논문지
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• 제38B권6호
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• pp.435-445
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• 2013

RFID 및 많은 관심을 받고 있는 NFC 시스템에서 가장 중요한 이슈 중에 하나가 리더의 전송범위 내에 존재하는 다수의 태그들을 정확하고 빠르게 식별하는 충돌 방지 기법이다. 확률적인 충돌 방지 기법들과는 달리, 쿼리 트리 기반의 프로토콜들은 리더의 전송범위 내에 존재하는 모든 태그들을 식별하는 것을 보장한다. 이러한 프로토콜에서는 태그 ID들이 균등 분포를 이루고 있다는 가정을 한다. 그러나 실제 RFID 제품들을 제작할 때에는, 각각의 태그 ID의 프리픽스는 EPCglobal에서 유일하게 정해지고 태그 ID의 나머지 부분은 회사 또는 제조업체에 의해서 ID의 값을 하나씩 증가시키면서 연속적으로 할당된다. 본 논문에서는 향상된 M-ary 쿼리 트리 기법의 개선 방안(Enhanced M-ary Query Tree: EMQT)을 제안한다. EMQT는 m-비트인식 및 예측 기반의 알고리즘을 이용하여 연속적인 태그 ID들을 식별할 때, 불필요한 질의-응답 횟수를 효과적으로 줄인다. 그리고 이론적 추정을 통한 수학적 분석과 시뮬레이션을 통한 실험적 분석을 통해 EMQT가 다른 기법들보다 식별시간, 식별효율, 통신비용 관점에서 훨씬 성능이 우수하다는 것을 보여준다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권5호
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• pp.871-885
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• 2015

본 연구에서는 우선 고속으로 태그 수집을 위한 2.4 GHz 능동형 RFID 시스템의 시뮬레이션 모델을 구축 하였다. 그리고 단순화 된 Collection 명령과 Ack 절차, 슬롯의 충돌 확률(k1)과 충돌이 발생한 슬롯의 평균 태그 수($k_2$)를 이용하여 태그수를 예측하는 새로운 방법을 제안하였다. 이들에 따른 능동형 RFID 시스템의 성능 추적을 구축한 시뮬레이션 모델을 통해 획득하였다. Query 명령을 사용하여 Collection 명령과 Ack를 간소화하고 $k_1$과 $k_2$를 이용하여 태그수를 예측하는 방법의 조합이 모든 성능 면에서 가장 우수한 것으로 나타났다. 이는 Query 명령을 이용한 Collection 명령과 Ack의 간소화는 태그 인식 속도를 줄이는데 기여했고 $k_1$과 $k_2$를 이용하여 태그수를 예측하는 방법은 Throughput을 향상시킬 뿐만 아니라 이로 인해 Collection 라운드 횟수를 줄여 태그 인식 속도를 줄일 수 있었다. 본 연구에서 제안한 방법은 Throughput, 평균 인식 시간, 1초 안의 평균 인식률 모두에서 이상적인 경우의 성능값과 매우 유사하게 나타나 제안한 방법의 유효성을 확인 할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.111-121
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• 2014

본 논문에서는 트리 기반의 타임 슬롯을 사용한 하이브리드 쿼리 트리 구조를 제안한다. 제안 알고리즘은 8-ary tree 구조이며, 리더의 질의에 대한 태그 ID 응답 시, 디지털 코딩 방식을 Manchester 코드를 적용하여, 충돌 위치와 충돌 비트수를 검출할 수 있다. 또한 이 알고리즘은 고정된 4개의 슬롯을 사용하여, 한 번의 질의에 다수의 태그를 인식할 수 할 수 있다. 제안 알고리즘은 리더가 응답 받는 태그 ID의 첫 번째 비트 ($[prefix+1]^{th}$, F ${\in}$ {'0' or '1'})와 태그 ID의 두 번째 ~ 세 번째 비트($[prefix+2]^{th}{\sim}[prefix+3]^{th}$, $B_2{\in}$ {"00" or "11"}, $B_1{\in}$ {"01" or "10"})에서 비트 충돌 패턴을 이용해 4개의 타임 슬롯에 응답하게 함으로써, 한 번에 8개의 태그를 인식할 수 있다. 본 논문은 알고리즘의 질의 노드(prefix) 수의 worst case를 분석하여 다중 태그를 인식하는데 걸리는 지연 시간을 추출한다. 제안 알고리즘의 인식 지연 시간은 질의-응답 수와 질의 비트 수를 기준으로 하며, 각 알고리즘의 수식을 바탕으로 산출하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.493-494
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• 2007

RFID (Radio Frequency IDentification) 시스템에서 수동 태그의 낮은 전송 파워 때문에 리더는 태그와의 통신시 많은 에러를 경험하게 된다. 이것은 리더가 태그의 정보를 빠르고 정확하게 인식하는 것을 어렵게 만든다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 에러에 강한 알고리즘을 개발하고 적용할 필요가 있다. 리더가 태그의 정보를 인식하기 위해 사용하는 대표적인 프로토콜에는 ALOHA 기반의 DFSA (Dynamic Framed-Slotted ALOHA) 프로토콜과 트리 기반의 이진트리 프로토콜이 있다. 기존의 두 프로토콜 중 DFSA는 에러가 없을 때 이진트리 보다 성능이 우수하나, 에러가 존재할 때, 이진트리 보다 약 35% 정도 에러의 영향을 많이 받는 성질을 보인다. 본 논문에서는 에러가 있는 환경과 없는 환경에서의 DFSA와 이진트리 프로토콜의 성능을 분석하고, 시뮬레이션을 이용하여 이 논문에서의 성능 분석 방법이 타당함을 증명한다. 그리고 에러가 많은 환경에서는, 빠른 RFID 태그 인식을 위해 DFSA 프로토콜보다 이진트리 프로토콜을 사용할 것을 제안한다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제45권5호
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• pp.85-94
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• 2008

RFID 리더는 근접한 거리에 위치하고 있는 리더들과 같은 주파수 혹은 인접한 주파수 대역을 사용할 경우 서로 간섭을 일으킨다. 이는 리더간 충돌을 야기하여 태그의 정보를 올바로 인식하지 못하게 한다. 따라서 이런 리더간의 충돌을 방지하기 위해 RFID 국제 표준이 규정되고 논문들이 발표되고 있다. 리더간의 간섭은 간섭을 일으키는 리더간의 거리, 사용하는 주파수 대역과 밀접하게 관련되어 있다. 하지만 기존의 RFID 리더충돌 방지 알고리즘은 리더간 간섭에 큰 영향을 미치는 리더의 위치에 대한 고려 없이 리더 충돌시 주파수를 옮기거나 TDM(Time Division Multiplex)을 기반으로 충돌 확률에 따라 프레임의 크기를 변경하여 리더의 충돌을 줄인다. 본 논문에서는 좀 더 효과적으로 리더 충돌을 방지하기 위해 리더의 위치를 반영하는 2차원 유전자를 사용한 유전자 알고리즘을 제안한다. 2차원의 유전자를 사용하여 진화 연산을 수행함으로써 리더간 간섭에 영향을 미치는 리더의 위치 정보를 효과적으로 활용한다. 따라서 효과적으로 리더 충돌을 줄일 수 있도록 최소한의 간섭을 갖는 최적의 채널 할당을 찾을 수 있다. 또한 제안하는 알고리즘내의 교정(Repair)연산을 통해 모든 리더가 안정적으로 태그를 인식할 수 있도록 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.1569-1580
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• 2016

2.4 GHz 능동형 RFID가 보다 활성화되기 위해 개선되어야 할 요인 중 하나는 배터리 수명 문제다. 그러나 현재 까지 소비 전력 예측을 위한 정확한 모델이 존재하지 않는다. 본 연구에서는 태그의 전력 소비를 정확하게 예측 할 수 있는 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 충돌 제어와 query 명령어 사용 방법에 따라 6개의 시뮬레이션 모델을 제안 하였다. 예측 정확도를 높이기 위하여 태그의 작동 모드를 몇 개로 분류하고 그에 따른 전력 소비와 작동 시간을 조사하였다. 태그 수집과 응답 확인 과정을 간소화 하는 Query command 명령 방법과 최근에 제안된 충돌 제어 알고리즘을 본 시뮬레이션 모델에 사용하였다. 소비 전력 이외에도 시스템 효율과 다중 태그의 인식 시간, 그리고 인식률과 같은 성능 지표를 구하여 기존의 ISO/IEC 18000-7 시스템과 비교하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권8A호
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• pp.942-949
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• 2004

본 논문은 Ubiquitous ID 시스템의 고속 충돌 방지 알고리즘을 제안하고 분석한다. 제안한 Ubiquitous ID 시스템에서의 고속 충돌 방지 알고리즘과 기존의 이진 탐색 알고리즘, time slot을 이용한 slotted 이진 트리 알고리즘, 그리고 Auto-ID 센터에서 제안한 bit-by-bit 이진 트리 알고리즘을 수학적으로 비교 및 분석하였다. 수학적 분석 결과는 OPNET 모의실험을 통하여 그 결과를 검증하였다. 분석결과에 의하면 제안한 알고리즘의 성능이 기존의 충돌 방지 알고리즘 중 가장 좋은 성능을 보이는 bit-by-bit 이진 트리 알고리즘과 비교할 때 리더의 전송요구에 응답한 순차적인 태그의 개수가 20개일 경우에는 약 5%정도의 성능이 향상되었으며 리더의 전송요구에 응답한 태그의 개수가 200개일 경우에는 100%의 성능이 향상되었다.

• 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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• 제14권9호
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• pp.884-891
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• 2008

RFID 시스템이 그 규모가 커짐에 따라 리더 충돌에 따른 인식률 저하 문제가 대두되고 있다. 시분할 기법을 사용하면 충돌문제를 해결할 수 있지만, 전체 인식시간은 늘어가게 된다. 이 문제는 RFID를 이용한 실시간 재고관리를 위해 해결해야만 한다. 본 연구에서는 ARCM(Anti Reader Collision Manager)을 RFID 시스템에 두어 전체 인식시간을 개선하였다. ARCM은 효율적인 주파수 채널 사용으로 짧은 인식시간을 가지며 리더가 간섭을 회피해 태그를 인식할 수 있도록 RFID 시스템을 관리한다. ARCM을 사용한 결과, 기존의 시스템보다 최대 20%정도의 시간을 절약할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권8A호
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• pp.847-857
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• 2007

RFID(Radio Frequency IDentification) 리더기가 영역내의 다수의 태그를 인식하기 위해선 충돌방지 알고리즘이 반드시 필요하다. 본 논문은 Auto ID Class 0에서 정의한 충돌방지 알고리즘인 Bit-by-Bit(BBB) 이진트리 알고리즘의 충돌 위치를 스택에 저장하고 이를 통해 다음 질의어를 결정함으로써 성능이 크게 개선된 Stack-Bit-by-Bit(SBBB) 알고리즘을 제안한다. 시뮬레이션을 통한 검증결과 대표적인 충돌 방지 기술인 Query Tree(QT)는 물론 기존의 BBB 알고리즘에 비해 질의-응답 횟수, 질의어의 크기, 응답어의 크기의 모든 면에서 성능이 개선된 것을 확인할 수 있었다.