Abstract
Consider an RFID network configured as a star such that a single reader is surrounded by a crowd of tags. In the RFID network, prior to attaining the information stored at a tag, the reader must cognize the tags while arbitrating a collision among tags' responses. For this purpose, we present a tag cognizance scheme based on framed and slotted ALOHA, which statically provides a number of slots in each frame for the tags to respond. For the evaluation of the cognizance performance, we choose the cognizance completion probability and the expected cognizance completion time as key performance measures. Then, we present a method to numerically calculate the performance measures. Especially, for small numbers of tags, we derive them in a closed form. Next, we formulate a problem to find an optimal time structure which either maximizes the cognizance completion probability under a constraint on the cognizance time or minimizes the expected cognizance completion time. By solving the problem, we finally obtain an optimal number of slots per frame for the tags to respond. From numerical results, we confirm that there exist a finite optimal number of slots for the tags to respond. Also, we observe that the optimal number of slots maximizing the cognizance completion probability tends to approach to the optimal number of slots minimizing the expected cognizance completion time as the constraint on the cognizance time becomes loose.
하나의 reader가 tag의 군집에 둘러싸여 있는 별 형태의 RFID 망을 고려한다. 이러한 RFID 망에서 reader는 tag에 저장된 정보를 얻기 전에 tag의 응답 간 충돌을 중재하면서 tag를 인식하여야 한다. 이러한 목적으로 tag가 응답하도록 프레임마다 정적으로 일정 수의 슬롯을 마련해 주는 프레임화 및 슬롯화된 ALOHA에 기반한 tag 인식 방식을 제안한다. 제안 방식의 인식성능을 평가하기 위해 주요 성능 척도로 인식 완료 확률과 기대 인식 완료 시간을 선정한다. 이어서 이러한 성능 척도를 계량적으로 계산할 수 있는 방법을 제안한다. 특히 tag가 많지 않은 경우 성능 척도를 closed form으로 도출한다. 다음 인식 시간에 대한 제약 하에서 인식 완료 확률을 최대화하거나 기대 인식 완료 시간을 최소화하는 최적의 시간 구조를 찾는 문제를 구성한다. 마지막으로 이러한 문제를 풀어서 프레임 당 tag가 응답하기 위한 슬롯의 최적 수를 구한다. 계량적 결과로부터 tag가 응답하기 위한 슬롯의 유한한 최적 수가 존재함을 확인한다. 또한 인식 완료 확률을 최대화하는 최적 슬롯 수는 인식 시간에 대한 제약이 약해지면서 기대 인식 완료 시간을 최소화하는 최적의 슬롯 수로 접근하는 경향을 보임을 관찰한다.
