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

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
• /
• pp.542-545
• /
• 2006

RFID는 각종 서비스 산업은 물론 물류, 산업 현장, 제조 공장과 물품의 흐름이 있는 곳이면 어디에서나 적용이 가능하여 사회 여러 분야로부터 큰 관심을 받고 있다. 하지만 현재 900MHz 대역의 RFID에서 사용하는 ISO18000-6의 프로토콜에서는 에러검출을 위한 CRC16만을 사용하고 있으며, 에러정정능력을 갖추지 못해 그 신뢰성이 매우 떨어진다. 본 연구에서는 이러한 RFID 시스템의 신뢰성 향상을 위하여 Reader에서 Tag로의 데이터 전송 시에 대역확산방식과 컨볼루션 부호를 적용하여 시스템의 신뢰성 향상을 목적으로 하고 있으며, 또한, 이러한 방식을 적용했을 때와 적용하지 않았을 때의 에러율을 측정 비교하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권6B호
• /
• pp.585-594
• /
• 2009

RFID 리더에서의 효율적인 필터링은 RFID 시스템의 성능에 있어 중요한 요소이다. RFID 기술 사용이 보편화되면 태그 및 리더의 수가 크게 늘고 리더가 필터링 없이 수집한 태그 정보 모두를 그대로 RFID 응용 시스템으로 전달할 경우 통신망 및 응용 시스템에 부하를 증가시켜 성능에 악영향을 미치기 때문이다. 본 논문은 RFID 무선 프로토콜 구간 필터링과 무선 인식 후 필터링이라는 단계적인 필터링 기능 조합으로 효과적으로 필터링을 수행하는 방법을 제안한다. 특히 계산 기하학을 활용하여 무선 프로토콜 구간의 필터링을 효율적으로 수행할 수 있는 구체적 방법론을 제시하였다. 시뮬레이션을 통해 제안한 방법의 성능을 검증하였는데 무선 프로토콜 구간의 필터링 없이 수행한 순차적인 필터링에 비해 성능이 50% 정도 개선됨을 확인하였다.

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

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

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.470-475
• /
• 2012

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.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제30권5C호
• /
• pp.415-421
• /
• 2005

수동형 RFID 태그는 스스로 전력을 갖고 있지 않기 때문에 연산 능력이 매우 미약하고, 통신 신호는 크기가 약하고, 도달 거리가 짧다. 이런 특성을 이용하여, 대부분의 태그 보안 방법은 태그로부터 리더로 전달되는 무선경로인 백워드(Backward) 채널은 도청의 가능성이 거의 없다는 가정하에 리더로부터 태그로 정보를 전달하는 포워드(Forward) 채널을 보호하는데 초점을 맞추고 있다. 그러나, 실제로 태그와 가까이에 있는 불법적인 리더는 정보를 불법적으로 수집할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 근접거리에서 백워드 채널을 보호할 수 있는 방법을 제안한다. 제안방법은 태그정보의 충돌방지를 위하여 제안된 트리워킹 방식의 도청가능성을 제거하기 위하여 제안된 랜덤화된 트리워킹과 같은 기존 방식들에서 문제점을 해결하여 준다. 제안 방법의 효율성은 분석 모델을 사용하여 보였으며, 표준 코드시스템인 EPCglobal, ISO, uCode의 경우 도청가능성을 거의 '0'에 근접시킴을 보였다.