• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제4권5호
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• pp.736-752
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• 2010

We propose a novel collision-avoidance algorithm for the active type RFID regarding an indoor tracking system. Several well-known collision avoidance algorithms are analyzed considering the adequacy for the indoor tracking system. We prove the superiority of the slotted ALOHA in comparison with CSMA for short and fixed length packets like an ID message in RFID. Observed results show that they are not applicable for active type RFID in terms of energy efficiency. Putting these all together, we propose a dedicated collision avoidance algorithm considering the unique features of the indoor tracking system. The proposed method includes a scheduled tag access period (STAP) as well as a random tag access period (RTAP) to address both of the static and dynamic characteristics of the system. The system parameters are determined through a quantitative analysis of the throughput and energy efficiency. Especially, some mathematical techniques have been deployed to obtain the optimal slot count for RTAP. Finally, simulation results are provided to illustrate the performance of the proposed method with variations of the parameters.

• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.73-81
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• 2013

본 논문에서는 PHY 계층에서의 간섭 전력을 수학적으로 모델링하고, 이를 MAC 계층의 DTMC(Discrete Time Markov Chain) 모델과 결합한 주파수 공동사용 분석 방법을 제안하였다. 그리고 제안한 방법을 국내 RFID/USN 대역에서 수동형 RFID와 USN 간의 주파수 공동사용을 위한 이격 거리 분석에 적용하였다. 국내 RFID/USN에서 채널 20 미만일 경우에는 4 W의 고출력 RFID가 사용하므로 USN과 주파수를 공동사용하기 어려우나, 채널 20 이상은 출력 200 mW로 최소 보호 영역 반경 300 m가 확보되면 RFID 리더 간섭에 따른 USN의 성능 감소가 1% 미만으로 공동사용이 가능함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.869-872
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• 2008

본 논문에서는 EPCglobal Class1 Gen2 protocol의 UHF(Ultra High Frequency) 대역 수동형 태그의 디지털 프로세서를 VHDL로 설계하고, FPGA를 사용한 프로토타이핑 보드를 통해 구현하여 수동형 태그의 인식률을 제고하여 본다. 제한된 인식거리로 인해 다수의 태그들을 Frame-Slotted Aloha 방식으로 인식해야하는 UHF 대역의 RFID(Radio Frequency IDentification) 환경에서, 태그들의 효율적인 응답 및 상태 천이가 가능하도록 구현하였다. 또한 C로 설계한 리더와의 UART 통신을 통하여 Gen2 Protocol의 Inventory Round가 원할히 동작함을 검증하였고, 640Kbps 태그 응답 속도에서 약 1.4ms만에 96bit EPC코드를 리더에게 전송하는 일련의 과정을 확인 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.373-378
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• 2006

현재 RFID 시스템에서 해결해야 할 가장 큰 문제 중 하나는 태그 간의 충돌로 인해 인식 효율이 떨어지는 것이다. 할당받은 라운드 크기에 비해 인식해야 될 태그의 수가 많아지면 충돌이 발생하는 슬롯이 많아지게 된다. 이렇듯 고정적인 라운드크기의 할당은 태그 충돌 발생의 원인이 되며 그러므로 할당받는 라운드 크기는 적절하게 조절되어야 한다. 본 논문에서는 태그 간의 충돌을 줄이고 효율적인 태그 인식을 위해 라운드 크기를 동적으로 할당하는 알고리즘을 제시하였다. 리더는 매 라운드가 끝난 뒤 얻은 슬롯의 충돌 정보를 이용하여 라운드 크기를 동적으로 할당한다. 슬롯의 충돌 정보는 충돌이 발생한 슬롯의 수, 충돌이 발생하지 않고 태그가 제대로 인식된 슬롯의 수, 비어 있는 슬롯의 수이다. 충돌 방지 알고리즘으로 슬롯 방식 알로하 알고리즘을 사용했으며 시뮬레이션을 통해 제안한 알고리즘이 태그 수를 미리 알지 못하는 상황에서 아주 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제20권7호
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• pp.101-108
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• 2001

본 논문에서는 무선 비동기 전송모드에서 실시간 음성 서비스의 서비스 품질을 제공하기 위한동적 예약슬롯할당 알고리즘을 제안한다. 유음-무음 구간반복 특성을 가진 음성 트래픽이 요구하는 서비스 품질을 제공하기 위하여 휴지상태의 단말 수와 단말의 휴지상태 지속시간에 따라 동적으로 예약슬롯을 할당하여 부하에 관계없이 일정한 서비스 품질을 제공한다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 기존의 할당 알로하와 비충돌-패킷 예약다중접속방식과 성능을 비교 평가하였다. 할당 알로하 방식과 비교하면, 단말수가 적을 때는 프레임에서 오버헤드가 적었으며, 호 접근시간과 충돌률에서 좋은 성능을 보여준다. 제안한 알고리즘은 동적으로 예약슬롯을 할당하기 때문에 단말 당 하나의 예약슬롯을 할당하는 비충돌-패킷 예약다중접속보다는 대역폭 효율이 우수하며, 음성 트래픽이 요구하는 서비스 품질을 만족시킬 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권7호
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• pp.3309-3328
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• 2017

The application of Internet of Things (IoT) in the next generation cellular networks imposes a new characteristic on the data traffic, where a massive number of small packets need to be transmitted. In addition, some emerging IoT-based emergency services require a real-time data delivery within a few milliseconds, referring to as ultra-low latency transmission. However, current techniques cannot provide such a low latency in combination with a mice-flow traffic. In this paper, we propose a dynamic resource reservation schema based on an air-interface slicing scheme in the context of a massive number of sensors with emergency flows. The proposed schema can achieve an air-interface latency of a few milliseconds by means of allowing emergency flows to be transported through a dedicated radio connection with guaranteed network resources. In order to schedule the delay-sensitive flows immediately, dynamic resource updating, silence-probability based collision avoidance, and window-based re-transmission are introduced to combine with the frame-slotted Aloha protocol. To evaluate performance of the proposed schema, a probabilistic model is provided to derive the analytical results, which are compared with the numerical results from Monte-Carlo simulations.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권12A호
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• pp.1311-1319
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• 2007

본 논문에서는 UHF 대역 RFID 수동형 태그의 디지털 회로부 구현을 위한 VHDL 설계과정을 보인다. 태그의 동작은 EPCglobal Class1 Gen2 표준을 지원하며 합성과 구현과정을 거친 타이밍 시뮬레이션 결과를 통해 검증하였다. 수 미터의 인식거리로 인해 Frame-Slotted Aloha를 사용하는 환경에서, 단위시간당 태그 인식률을 향상시키기 위해서는 리더 명령에 대한 빠른 처리와 응답을 할 수 있는 디지털 회로 설계가 필요하다. 본 설계는 Pipeline 처리 구조를 기반으로 직렬 입력 신호에 대한 응답지연의 최소화를 목표로 하였다. 또한, 효율적인 다중 접속 명령들의 처리와 태그의 데이터 전송 속도의 오차를 낮추기 위해 리더의 Preamble과 PIE 디코딩을 위한 샘플링 과정을 제안하였다. FPGA 검증을 위한 Place & Route 후 다중 태그 상황을 감안한 테스트 벤치 시뮬레이션 결과, 표준상의 최대 송수신 데이터 전송 속도에서 디코딩 및 인코딩 을 위한 최소 요구 시간 보다 빠른 처리 결과를 확인 할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제33권7B호
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• pp.518-527
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• 2008

태그 수집은 RFID 시스템에서 가장 중요한 기능 중 하나이다. 능동형 RFID 시스템 관련 표준인 ISO/IEC 18000-7은 프레임 슬롯 알로하 기반 충돌방지 알고리즘을 이용하여 태그 수집 알고리즘을 정의하는데, 이 표준에는 최적의 슬롯 크기를 결정하지 못하거나 수집된 태그들을 재우기 위해서 일대일 명령어를 사용함으로써 태그수집 성능을 저하시키는 비효율성 문제가 있다. 본 논문에서는 그러한 비효율성 문제를 극복하고 태그 수집 성능을 향상시키기 위해 1) 리더가 최적의 슬롯 크기를 유연하게 결정할 수 있도록 하는 새로운 슬롯 크기 결정 기법과 2) 수집된 태그들을 효율적으로 재우기 위한 브로드캐스트 기반 슬립 기법을 제안한다. 또한, 리더와 다중 태그로 구성된 능동형 RFID 시스템을 구현하였으며, 리더는 제안된 기법이 적용되었을 때 태그 수집 성능을 최대화할 수 있도록 설계하였다. 실험에서는 하나의 리더와 50개의 태그를 사용하여 실제 환경에서의 태그 수집 성능을 평가하였다. 실험 결과는 제안된 두 기법들이 적용되고 초기 슬롯 개수가 적절히 선택되었을 때, 표준의 태그수집 알고리즘에 비해 태그 수집 성능이 크게 향상됨을 보여준다.