• 인터넷정보학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.25-33
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• 2013

RFID 시스템에서는 다중 태그가 동일한 주파수로 동시에 리더의 요청에 응답하기 때문에 발생하는 태그 충돌을 중재하는 절차가 필수적이다. 이 절차를 충돌 방지 알고리즘이라 하며 RFID 시스템에서 가장 핵심적인 기술이다. 본 논문에서는 다중 태그의 고속 식별을 위한 4-BPSA(4-Bit Pattern Slot Allocation) 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘은 슬롯을 사용하는 트리 기반의 알고리즘으로서 4비트 패턴에 따른 슬롯 할당 기법을 이용하여 정확한 예측을 통해 빠르고 효율적으로 태그를 식별한다. 알고리즘에 대한 수학적 성능 분석을 통해 worst-case에서 4-BPSA의 시간 복잡도가 O(n)이며 기존의 알고리즘에 비해 성능이 개선되었음을 보인다. 또한 MATLAB을 이용한 시뮬레이션 실험을 통한 알고리즘의 성능 평가 결과에 의거해 4-BPSA 알고리즘이 태그당 평균 0.7회의 질의를 수행하며 태그의 개수와 상관없이 안정적인 성능을 보이는 것을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권2A호
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• pp.177-183
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• 2009

본 연구에서는 UHF 대역의 18000-6 Type C Class 1 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 가중치 C값과 초기 $Q_{fp}$값, 태그 식별 종료시점의 세 가지 조건에 대한 정확한 정의가 되어 있지 않아, 잘못된 값 선택으로 인한 성능의 저하가 우려된다. 따라서 본 연구에서는 기존 알고리즘의 정의되지 않은 부분을 고려하여 개선된 충돌방지 알고리즘을 제안한다. 최적의 C값과 초기 $Q_{fp}$값을 적용하여 실험한 결과, 최대 식별 효율은 34.8%이었고, 식별 종료 시점 조건을 추가하였을 경우 34.7%였다. 개선된 Q 알고리즘을 이용한 충돌방지 유닛을 Verilog HDL을 사용하여 설계하였다. Synopsys 사의 Design Compiler를 이용하여 합성하였으며, TSMC $0.25{\mu}m$ 공정 표준 라이브러리를 이용하였다. 합성 결과 설계된 모듈의 게이트 수는 3,847개이며, 제안된 클럭인 19.2MHz에서의 동작을 충분히 만족하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권1A호
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• pp.50-57
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• 2009

태그 수집은 RFID 시스템에서 가장 중요한 기능 중 하나이다. 본 논문에서는 능동형 RFID 시스템에서 태그 충돌 문제를 완화시키고 태그 수집 성능을 향상시키기 위한 다중채널 기반 슬롯 알로하 충돌방지 프로토콜을 제안한다. 제안하는 충돌방지 프로토콜에서 리더는 하나의 공통채널을 통해 태그들에게 명령어를 전송하는 반면, 복수 개의 채널을 통해 동시에 여러 태그 응답을 수신한다. 또한 본 논문에서는 제안하는 충돌방지 프로토콜을 지원하는 능동형 RFID 시스템을 구현하였다. 구현된 하나의 리더와 총 60개의 태그를 이용하여 수행된 실험에서 제안하는 듀얼채널 기반 슬롯 알로하 충돌방지 프로토콜은 단일채널 기반 슬롯 알로하 충돌방지 프로토콜에 비해 큰 태그 수집 성능 향상을 보여주었다. 60개의 태그가 사용되었을 때, 듀얼채널 기반 충돌방지 프로토콜을 이용한 평균 태그 수집 시간은 600.532ms였고, 이는 싱글채널 기반 충돌방지 프로토콜을 이용해서 얻어진 1289.721ms 시간의 46.5%에 해당하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.139-142
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• 2009

RFID(Radio Frequency IDentification)는 무선을 사용하는 인식기술로 정보를 수집하는 리더와 정보를 전달하는 태그로 구분된다. RFID기술은 단순히 ID만을 전달하던 수동형 RFID에서 센싱정보와 같은 부가 정보를 전달할 수 있는 능동형 RFID기술로 발전해가고 있다. 컨테이너 터미널과 같은 환경에서 다수의 리더가 동시에 동작하여 다수의 태그를 인식하기 위해서는 리더가 각기 다른 채널을 가져야 한다. 그러나 기존 단일채널 시스템인 ISO/IEC18000-7과 같은 표준에서는 표준의 특성상 다수의 채널을 사용할 수가 없다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 다수의 채널을 사용할 수 있는 2.4GHz 대역을 사용하였다. 그리고 리더들이 사용하는 채널을 동적으로 할당함으로써 채널의 사용을 효과적으로 할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 알고리즘을 Taxas Instrument사의 CC2500DK를 통해 구현함으로써 실제 알고리즘이 동작하는 모습을 보이겠다.

• 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.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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• pp.526-529
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• 2006

본 논문에서는 RFID 시스템에서 식별영역 내에 있는 태그들을 식별하기 위하여 무기억 특성을 갖는 QT 프로토콜을 개선한 QT_ss 프로토콜을 제안한다. QT_ss 프로토콜에서는 질의 문자열이 식별코드의 처음 비트들과 일치하는 태그는 자신의 식별코드로 응답한다. 태그가 응답하는 동안 리더가 충돌을 감지하면 리더는 중지 신호를 방송한다. 한편 태그들이 응답을 전송하는 도중에 중지 신호를 수신하면 전송을 중단한다. 성능 분석의 결과, 본 논문에서 제안한 QT_ss 프로토콜이 QT 프로토콜에 비하여 태그의 응답 비트 수가 월등히 적음을 알 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.470-475
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• 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
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• 제30권5C호
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• pp.415-421
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• 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.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.125-132
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• 2022

본 논문에서는 물류센터나 실내의 정해진 위치까지 짐을 자동으로 운반할 수 있는 카트를 라즈베리 파이4를 기반으로 구현하였다. 카트는 초음파 센서를 이용하여 장애물을 인식해 충돌을 방지하고 우회한다. RFID에 방향 제어 코드를 입력해 교차로나 목적지 등 주요 포인트에 설치하였고, 카트의 RFID 리더기가 RFID를 인식하면 정지하거나 상황에 따라 방향을 전환할 수 있도록 하였다. 운송이 끝난 후, 로드 셀(무게추 센서)이 물건이 내려짐을 인식하면 카트가 다시 출발 지점으로 돌아와 회수된다. 카트는 운송 과정에 필요한 인력의 소모를 줄이고 운송 과정을 편리하게 해결할 수 있도록 구현하였다.