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채널 모니터링 기법을 이용한 RFID 리더 충돌방지 알고리즘
RFID Reader Anti-collision Algorithm using the Channel Monitoring Mechanism

이수련   ((주)삼성전자CC0101996  ); 이채우   (아주대학교 전자공학부UU0000892  );
  • 초록

    RFID 리더는 자신이 전송한 명령에 대한 태그의 응답을 수신하여 태그를 인식한다. 이때 근접한 거리에 위치하고 있는 리더들이 동일한 주파수를 이용하거나, 여러 리더가 동시에 하나의 태그에 명령을 전송하는 경우 서로 간섭을 일으킬 수 있는데 이를 RFID 리더 충돌이라고 한다. 리더 충돌이 발생하면 리더의 명령이 태그에게 전달되지 않거나 전송된 명령에 대해 태그가 올바르게 응답할 수 없다. 따라서 RFID 국제 표준 및 논문들은 리더 충돌을 줄이기 위한 기법들을 규정하거나 제안하고 있다. 이 중 Colorwave와 Enhanced Colorwave는 TDM(Time Division Multiplex) 기반의 프레임 알로하 방식을 이용한 리더충돌방지 기법으로 충돌 확률에 따라 프레임의 크기를 변경하여 효과적으로 리더 충돌을 줄일 수 있다. 그러나 이 알고리즘들은 충돌을 경험한 리더들이 충돌을 피하기 위해 자신의 슬롯을 새롭게 선택하는 과정에서 불필요한 충돌을 발생시킬 수 있다는 단점을 가지고 있다. 충돌 발생 리더들이 프레임 내의 임의의 슬롯으로 이동하기 때문이다. 따라서 본 논문에서는 프레임 내 슬롯의 점유 여부를 모니터링 하여 리더 충돌이 발생한 경우 리더들이 점유할 확률이 가장 낮은 슬롯을 선택하는 새로운 리더 충돌방지 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 이용하여 성능을 분석한다.


    When an RFID reader attempts to read the tags, interference might occur if the neighboring readers also attempt to communicate with the same tag at the same time or the neighboring readers use the same frequency simultaneously. These interferences cause the RFID reader collision. When the RFID reader collision occurs, either the command from the reader cannot be transmitted to the tags or the response of the tags cannot receive to the reader correctly, Therefore, the international standard for RFID and some papers proposed the methods to reduce the reader collision. Among those, Colorwave and Enhanced Colorwave is the reader anti-collision algorithm using the frame slotted ALOHA based a TDM(Time Division Multiplex) and are able to reduce the reader collision because theses change the frame size according to a collision probability. However, these can generate the reader collisions or interrupt the tag reading of other readers because the reader that collides with another reader randomly chooses a new slot in the frame. In this paper, we propose a new RFID reader anti-collision algorithm that each reader monitors the slots in the frame and chooses the slot having the minimum occupation probability when the reader collision occurs. Then we analyze the performance of the proposed algorithm using simulation tool.


  • 주제어

    RFID .   Reader Anti-collision .   Colorwave .   Enhanced Colorwave .   Channel Monitoring Mechanism.  

  • 참고문헌 (14)

    1. M. Chiesa, R. Genz, F. Heubler, M. G. Kim, C. Noessel, N. Sopieva, D. Slocombe, J. Tester, 'RFID: a week long on the technology and its potential,' Harnessing Technology Project white paper, March 2002 
    2. ACCENTURE, 'Radio Frequency Identification (RFID) white paper,' ACCENTURE white paper, 2001 
    3. K.Finkenzeller, RFID Handbook-Second Edition, Jone Wiley & Sons, 2003 
    4. J. Waldrop, D. W. Engles, S. E. Sarma, 'Colorwave : A MAC for RFID Reader Networks,' in Proc. of IEEE Conf. on Wireless Communication and Networking, March 2003 
    5. J. Waldrop, D. W. Engles, S. E. Sarma, ?'Colorwave : An Anticollision Algorithm for the Reader Collision Problem,' in Proc. of IEEE International Conf. on Communications, May 2003 
    6. ISO/IEC JTC 1/SC 32/WG 4, 'Information Technology automatic identification and data capture techniques-Radio frequency identification for item management - Part 6: Parameter for air interference communications at 860MHz to 960MHz,' ISO/IEC FDIS 18000-6, November 2003 
    7. European Telecommunications Standards Institute, 'Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters(ERM) Frequency-agile Generic Sort Range Devices using Listen-Before-Transmit(LBT),' ETSI TR 102 313, Vol. 1.1.1, July 2004 
    8. EPCglobal, 'EPC Radio-Frequency Identity Protocols Generation 2 UHF RFID Tag(Class 1): Protocol for Communications at 860MHz 960MHz,' Working Draft Version 1.0.4, February 2004 
    9. 이수련, 이채우, 'RFID 시스템에서의 개선된 Colorwave 충돌방지 알고리즘,' 2005 Joint Conference on Communications Informations, 2005년 4월 
    10. J. H. Kim, W. J Lee, J. U. Yu, J H. Myung, E. K. Kim, C. H. Lee, 'Effect of Localized Optimal Clustering for Reader Anti-Collision in RFID Networks: Fairness Aspects to the Readers,' in Proc. of IEEE Conf. on Computer Communications and Networks, pp. 497-502, San Diego, USA, October 2005 
    11. 표철식, 채종석, 'RFID 기술 및 표준화 동향,' TTA 저널, 제95호, 37-47쪽, 2004년 10월     
    12. A. B. Carlson, P. B. Crilly, J. C. Rutledge, Communication Systems: An Introduction to Signal and Noise in Communication 4th Edition, McGraw-Hill, 2001 
    13. European Telecommunications Standards Institute, 'Electromagnetic compatibility and Radiospectrum Matters(ERM); Short-Range Device (SRD) intended for operration in the 862 MHz to 870 MHz band; System Reference Document for Radio Frequency Identification (RFID) equipment,' ETSI TR 101 445 vol. 1.1.1, April 2002 
    14. 류덕열, '전파식별(RFID),' TTA 저널, 제98호, 148-156쪽, 2005년 4월 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (4)

    1. Song, In-Chan ; Hong, Seong-Hyeon ; Jang, Gyeong-Hui ; Lee, Hyeong-Seop 2008. "" 정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, 25(10): 7~17     
    2. Kim, You-Ho ; Jang, Young-Soo ; Choi, Bong-Suk ; Seong, Won-Mo 2008. "Improving Recognition Time in the RFID Reader Collision Avoidance System" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 컴퓨팅의 실제 및 레터, 14(9): 884~891     
    3. Song, In-Chan ; Fan, Xiao ; Yoon, Hee-Seok ; Chang, Kyung-Hi 2008. "Pulse Protocol-based Hybrid Reader Anti-collision Algorithm using Slot-occupied Probability under Dense Reader Environment" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신, 33(a10): 987~996     
    4. Ryu, Seung-Wan ; Oh, Seul-Ki ; Park, Sei-Kwon ; Oh, Dong-Ok 2011. "Cooperative Data Stream Filtering for Sensor Tag" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신, 36(a8): 683~690     

 저자의 다른 논문

  • Lee, Chae-Woo (19)

    1. 2003 "무선 랜 환경에서의 QoS 보장형 고속 핸드오프 알고리듬" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 40 (12): 59~70    
    2. 2003 "무선 랜에서 MAC계층의 정보를 이용한 고속 L3 핸드오프 알고리듬 - CandidateCasting Fast Handoff" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 28 (a12): 991~1001    
    3. 2004 "애드 혹 네트워크에서 패킷 전송 비용과 경로 재설정 비용을 고려한 경로 선택 알고리즘" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 41 (6): 49~58    
    4. 2004 "가변적인 탐색시간을 이용한 IEEE 802.11 무선랜의 고속 핸드오프 알고리듬" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 29 (a2): 128~139    
    5. 2004 "P2P 트래픽의 특성 분석과 트래픽 모델링" 한국통신학회논문지. The Journal of Korea Information and Communications Society. 네트워크 및 서비스 29 (b2): 279~288    
    6. 2004 "네트워크 모델을 이용한 전송제어 프로토콜(TCP)" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 41 (4): 35~44    
    7. 2004 "KT의 Ntopia가입자 망 트래픽 분석 및 모델링" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 41 (5): 37~45    
    8. 2004 "RFID 시스템의 다중 인식 기술 현황" 電磁波技術 : 韓國電磁波學會誌 = The Proceedings of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science 15 (2): 44~53    
    9. 2004 "RFID시스템에서 개선된 프레임 알로하를 이용한 고속 태그 인식 알고리즘" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 41 (9): 29~37    
    10. 2004 "OPNET 시뮬레이터의 무선랜 핸드오프 구현과 이를 기반으로 한 TCP 성능 향상 기법에 관한 연구" 한국통신학회논문지. The journal of Korea Information and Communications Society. 무선통신 29 (a10): 1189~1199    

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