A fully integrated CMOS security-enhanced passive (SEP) tag that compensates the security weakness of ISO/IEC 18000-6C is presented in this paper. For this purpose, we propose a security-enhanced protocol that provides mutual authentication between tag and reader. We show that the proposed protocol meets the security demands of the ongoing international standard for RFID secure systems, ISO/IEC 29167-6. This paper fabricates the SEP tag with a 0.18-${\mu}m$ CMOS technology and suggests the optimal operating frequency of the CMOS SEP tag to comply with ISO/IEC 18000-6C. Furthermore, we measure the SEP tag under a wireless environment. The measured results show that communications between the SEP tag and reader are successfully executed in both conventional passive and SEP modes, which follow ISO/IEC 18000-6C and the proposed security enhanced protocol, respectively. In particular, this paper shows that the SEP tag satisfies the timing link requirement specified in ISO/IEC 18000-6C.
본 논문에서는 900 MHz RFID 표준 프로토콜 중 하나인 ISO/IEC 18000-6 type B 프로토콜의 충돌방지 알고리즘의 성능을 분석하고, 이에 대한 성능 향상 방법을 제안한다. 제안된 방법은 ISO/IEC 18000-6 type B 프로토콜의 충돌방지 알고리즘에서 명령 전송 횟수 및 전송 데이터의 양을 줄임으로써 태그 인식 속도를 개선한다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안된 방법이 리더 인식 영역 내의 태그 개수와 관계없이 태그 인식 속도를 기존 방법에 비해 21.7% 향상시킬 수 있음을 보인다.
The national product identifier(NPI) currently used in the national product asset management system does not accommodate ISO or EPC standards due to the limitation of tag memory. For this reason, we propose a new NPI which accommodates not only ISO item identification standards but also the memory capacity of ISO tags. First of all, memory structures of ISO/IEC 18000-6C and EPC tags are analyzed from the view point of product identifier structure. Second, ISO/IEC 15459 and EPC identification standards as item identifier structures for the product asset management are analyzed. Third, based on these analyses, the NPI used for the current RFID-based product asset management system is analyzed and its problems are presented. Finally, a new NPI structure is proposed suitable for ISO/IEC 18000-6C and ISO/IEC 15459.
본 논문에서는 앞으로 국가의 RFID를 이용하여 물품자산을 관리할 수 있는 국가물품식별코드의 운용방안을 제시한다. 첫째, 국가에서 수행하는 물품자산관리체계의 운용체계를 제시한다. 둘째, 상품구매와 물품자산 관리간의 연계성을 고려하여 ISO/IEC 15459를 따르는 국가물품식별코드체계의 구조를 제시한다. 그리고 이 식별코드체계를 ISO/IEC 18000-6C 태그에 인코딩하는 방안을 제시한다. 셋째, 상품구매 및 물품자산관리 단계에서 국가물품식별코드를 생성 및 관리하기 위한 운용 업무 프로세스를 제시한다.
최근 900MHz 대역의 RFID 시스템 규격인 ISO/IEC 18000-6의 국제 표준이 발표되었고, 여기에 새롭게 Type C가 추가 되었다. Type C는 EPC Global의 단체 표준으로서 월마트 등 민간 업체를 중심으로 공동의 규칙을 만들어 이를 ISO에서 수용하게 되었다. 최근에는 900MHz 대역에서의 물품 인식에서 가장 큰 문제가 되었던 금속과 액체 물질 인식에서도 큰 진전을 이루어 완벽한 상용화를 눈앞에 두고 있다. 이 대역에서의 RFID 시스템은 미국의 월마트, 영국의 테스코 그룹, 독일의 메트로 그룹 둥 대형 유통 회사뿐만 아니라 미국 국방성 등에서도 물류 관리에 관심을 가지고 있는 매우 시장성이 높은 시스템이다. 이와 같이 RFID 시스템 중에서도 가장 큰 관심을 받고 있는 900MHz 대역의 규격인 ISO/IEC 18000-6에서는 기존의 형식 A, B를 포함하여 모두 세 종류의 형식이 존재하며, 본 논문에서는 형식 C에 대한 규격을 분석하고, 이의 기능 블럭을 VHDL로 구현하였다. 임의의 데이터 프레임을 구현하고 임의의 데이터를 가정한 후에 데이터 변조 방식으로서 사용되는 Miller 부호와 FM0 변조 방식 둥을 구현하고, 이를 송수신함으로써 변복조가 정확히 구현되었음을 확인하였다.
본 논문은 RFID 기술에서 있어, 유통 및 물류 분야에서 주로 사용되는 860MHz 에서 960MHz 사이의 UHF 전 대역 중 사용하는 주파수 대역을 소프트웨어적으로 쉽게 조정이 가능하고, EPC Class 1 Gen 1, Class 1 Gen 2, ISO 18000-6A/B 그리고 ISO 18000-6C 와 같은 다양한 TAG 프로토콜을 동시에 인식하는 UHF 멀티밴드 멀티프로토콜 ubiquitous-ID 휴대형 리더기 시스템을 구현한다.
본 논문에서는 ISO/IEC 18000-6C 표준안을 만족하는 UHF대역 RFID 수신단(리더)의 지터(Jitter)처리와 글리치제거 알고리듬 및 설계방안을 제안하고 이를 이용한 리더를 구현하여 실제 TI(Texas instrument) Gen2 태그의 응답을 분석하였다. ISO/IEC 18000-6C표준안은 Reader에서 Tag로 데이터 전송 시 +/-1%의 오차와 Tag에서 Reader로 데이터 전송 시 최대 +/-22%의 오차를 허용하도록 정의하고 있다. 이러한 허용오차범위 내의 데이터에 대해 본 논문에서 제시한 회로는 기존의 PLL(DPLL, ADPLL)을 이용한 방식이 아닌 최대허용치(tolerance)와 허용치누적을 이용하여 일정치의 오차범위를 허용하며 디코딩 하도록 설계하였다. 또한 글리치와 지터제거 알고리듬의 기본원리를 동일하게 구성하여 글리치제거와 지터제거를 따로 구분하지 않고 하나의 기능으로 동작하게 한다. 주 클럭은 19.2MHz로 설정하였으며 LF는 국내 전파법에 맞도록 40kHz로 설정하였다 시뮬레이션결과 15%이하의 위상지터를 가진 입력데이터에 대해 판독에러율은 0이었으며 $15%{\sim}22%$ 위상지터를 가진 입력데이터에 대해서 는 0.000589였다. 그러나 동적LF생성회로를 사용한 결과 $15%{\sim}22%$ 위상변화를 가진 입력데이터에 대해 판독에러율은 0이었으며 표준안에 정의된 최대 +/-22%오차 범위내의 지터 발생에 대해서 판독에러율은 0이었다.
RFID 시스템은 유통물류 분야를 비롯해 다양한 분야에서 활용되고 있지만, RFID 시스템에서의 태그 및 리더 충돌로 인해 태그의 인식효율 및 인식속도의 감소가 RFID시스템의 확산에 걸림돌이 되고 있다. 본고에서는 RFID 시스템의 효율을 높이기 위한 태그 및 리더 충돌방지 알고리즘들을 소개한다. 특히, ISO 18000-6 Type C 수동형 RFID 시스템에서의 태그 및 리더 충돌방지 알고리즘에 대하여 집중적으로 알아본다.
본 논문에서는 ISO/IEC 18000-6 Type-B RFID 시스템에서 태그 응답신호, 즉 리더 수신신호에서 허용오차 (Tolerance)와 잡음이 미치는 영향에 대해서 알아보고, 이에 대한 영향을 최소화하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 오버 샘플링된 수신 신호를 가지고 가변천이검출윈도우를 이용하여 허용오차에 의한 영향을 제거하고 비트가 천이되는 위치를 검출하며, 이전의 비트 천이에서 현재 비트 천이까지의 윈도우 내 수신 신호를 평균하여 잡음의 효과를 줄인다. 제안된 방법을 적용하여 자체 제작한 리더에서 성능 테스트한 결과를 상용리더와의 비교 실험결과로 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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