• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권1호
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• pp.165-182
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• 2014

An RFID systems employ efficient Anti-Collision Algorithms (ACAs) to enhance the performance in various applications. The EPC-Global G2 RFID system utilizes Frame Slotted Aloha (FSA) as its ACA. One of the common approaches used to maximize the system performance (tag identification efficiency) of FSA-based RFID systems involves finding the optimal value of the frame length relative to the contending population size of the RFID tags. Several analytical models for finding the optimal frame length have been developed; however, they are not perfectly optimized because they lack precise characterization for the timing details of the underlying ACA. In this paper, we investigate this promising direction by precisely characterizing the timing details of the EPC-Global G2 protocol and use it to derive a precise-optimal frame length model. The main objective of the model is to determine the optimal frame length value for the estimated number of tags that maximizes the performance of an RFID system. However, because precise estimation of the contending tags is difficult, we utilize a parametric-heuristic approach to maximize the system performance and propose two simple schemes based on the obtained optimal frame length-namely, Improved Dynamic-Frame Slotted Aloha (ID-FSA) and Exponential Random Partitioning-Frame Slotted Aloha (ERP-FSA). The ID-FSA scheme is based on the tag set estimation and frame size update mechanisms, whereas the ERP-FSA scheme adjusts the contending tag population in such a way that the applied frame size becomes optimal. The results of simulations conducted indicate that the ID-FSA scheme performs better than several well-known schemes in various conditions, while the ERP-FSA scheme performs well when the frame size is small.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권1호
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• pp.33-41
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• 2008

RFID의 발달과 사용 분야가 넓어짐에 따라 기존의 단일 리더 환경에서 다중 리더 환경이나, 밀집 리더 환경으로 변화되고 있다. 리더의 수가 많아짐에 따라 리더간의 신호에 의한 리더 간의 간섭 및 다수의 리더에 의한 태그의 간섭 등 리더 충돌이 빈번히 발생할 것이다. 리더간의 간섭 및 충돌을 방지하기 위한 알고리즘이 연구, 제안되고 있다. Gen2 Dense 모드, LBT 등의 알고리즘은 사용 채널을 분리하여 리더간의 충돌을 방지하거나 TDMA방식을 이용하여 리더들의 사용 시간을 분리하여 충돌을 피하는 방법 등을 제안 하였다. 본 논문에서는 Frame slotted Aloha방식에서 슬롯 당 충돌 확률을 계산하고, 그 결과를 이용하여 충돌을 방지하는 null fame 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 통하여 성능을 분석하였다. 기존의 방식과 비교 했을 때 시스템 전체의 리더 간 충돌 수, 프레임의 사용에서의 성능 향상을 볼 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제30권9A호
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• pp.814-821
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• 2005

RFID 시스템에서 같은 주파수를 이용하는 태그가 있을 때 태그의 데이터 전송은 서로 간섭을 일으키게 되어 데이터를 잃게 된다. 태그를 고속으로 인식하기 위하여 이러한 간섭을 해결하는 것이 RFID 시스템에서 가장 핵심이 되는 기술인 Anti-collision 알고리즘이다. 본 논문에서는 태그의 수를 추정하는 Tag Estimation Method(TEM)와 추정된 태그의 수에 맞는 최적의 프레임 크기를 할당하는 Dynamic Slot Allocation(DSA) 방식을 사용하는 Dynamic Framed Slotted ALOHA(DFS-ALOHA) 알고리즘을 제안한다. 또한 제안한 DFS-ALOHA 알고리즘의 성능을 OPNET 시뮬레이션을 이용하여 기존의 Framed Slotted ALOHA(FS-ALOHA) 알고리즘 및 Vogt 에 의해 제안된 두 가지 태그 수 추정 방식과 비교한다. 시뮬레이션 결과 제안한 DFS-ALOHA 알고리즘은 태그의 수와 상관없이 기존의 알고리즘보다 항상 좋은 성능을 보임을 알 수 있었다. 또한 제안한 알고리즘인 DFS-ALOHA I과 DFS-ALOHA II는 거의 동일한 성능을 보이지만 DFS-ALOHA II가 DFS-ALOHA I 에 비하여 complexity 가 낮아 실제 시스템에 구현하기에 보다 쉬울 것으로 예상된다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권11호
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• pp.1929-1945
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• 2011

RFID technologies have attracted a lot of attention in recent years because of their cost/time-effectiveness in large-scale logistics, supply chain management (SCM) and other various potential applications. One of the most important issues of the RFID-based systems is how quickly tags can be identified. Tag collision arbitration plays a more critical role in determining the system performance especially for passive tag-based ones where tag collisions are dealt with rather than prevented. We present a novel tag collision arbitration protocol called Optimum Frame-Slotted Aloha (OFSA). The protocol has been designed to achieve time-optimal efficiency in tag identification through an analytic study of tag identification delay and tag number estimation. Results from our analysis and extensive simulations demonstrate that OFSA outperforms other collision arbitration protocols. Also, unlike most prior anti-collision protocols, it does not require any modification to the current standards and architectures facilitating the rollout of RFID systems.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.1517-1530
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• 2017

기존의 충돌 방지 알고리즘들은 현 프레임내의 충돌 정보를 토대로 다음 프레임내의 슬롯 수를 결정하기 때문에 충돌 정보가 전혀 없는 초기 프레임의 슬롯 수는 결정할 수가 없다. 따라서 이들 알고리즘들은 초기 슬롯 수를 임의의 상수로 설정해 사용하고 있는데 알고리즘의 효율이 초기 슬롯 수에 민감하다는 연구결과를 감안하면 이는 개선 할 필요성이 있다. 본 연구에서는 이를 위해 효율적인 초기 프레임 슬롯 수 결정을 위한 두 가지 방법을 제안하였는데 이를 통해 Dynamic Frame Slotted Aloha Algorithm의 성능 개선을 시도하였다. 본 연구에서 제안한 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 2.4 GHz RFID 시스템을 사용하였으며 성능 측도로 사용한 Throughput과 Delay Time을 유도하기 위해 시뮬레이션 모형을 Java로 구축하였다. 본 연구에서 제안한 방법을 통해 Throughput은 9.6%, Delay Time은 9.8% 개선됨을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.866-869
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• 2013

기존의 프레임 알로하 알고리즘은 효율적인 태그 인식을 위해 프레임 크기를 변경시키는 방법을 이용한다. 그러나 태그수가 최대 프레임 크기보다 많은 경우, 프레임 크기 변경만으로는 태그 충돌을 줄일 수 없어 태그 인식 시간이 증가한다. 특히 주기적 브로드캐스트 알고리즘을 전송하여 태그수를 결정하여 인식을 주기적으로 인식하여야만 하기에 인식 효과를 개선하기 위해서는 제한점이 있다고 할 수 있겠다. 본 논문에서는 이러한 브로드캐스트 기반 인식의 문제점을 해결하기 위해 개선한 중재자를 적용하여 태그 요청시 필요한 브로드캐스트 기반의 프레임 알로하 방식을 개선하여 최소한의 브로드캐스트 적용 방식인 TAFSA (Tag-Arbitor Frame slotted Alhoa) 알고리즘을 제안한다. 시물레이션 결과 TAFSA 알고리즘은 기존의 알고리즘보다 0.7배 이상의 성능이 향상됨을 보임을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제41권9호
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• pp.29-37
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• 2004

현재 RFID 시스템에서 해결할 가장 큰 문제 중 하나는 태그 간의 충돌로 인해 인식효율이 떨어지는 것이다. 기존의 충돌방지 알고리즘 중 프레임 알로하(Framed Slotted ALOHA)방식은 구현이 간단하다는 장점이 있으나, 태그수가 많아짐에 따라 태그 간 충돌로 인해 전체 태그를 읽는데 요구되는 슬롯의 수가 지수적으로 증가하는 단점을 갖고 있다 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해서 태그수가 많을 경우 리더의 요청 메시지에 응답하는 태그수를 제한하고, 태그수가 작을 경우 동적으로 프레임 크기를 변화시켜 고속으로 태그를 인식할 수 있는 분할 응답 프레임 알로하 알고리즘(PRFSA, Partial-Response Framed Slotted ALOHA)을 제안한다 시뮬레이션 결과 PRFSA 알고리즘은 기존의 알고리즘보다 85～100% 성능이 향상됨을 보인다.

• 산업경영시스템학회지
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• 제28권1호
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• pp.129-133
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• 2005

Slotted ALOHA(S-ALOHA) is widely used in local wireless network. We analyze the performance of contention-based model in wireless LAN using S-ALOHA protocol. We analyze the performance of binary exponential backoff (BEB) algorithm under the slotted ALOHA protocol: whenever a node's message which tries to reserve a channel is involved in a collision for the ith time, it chooses one of the next $2^i$ frames with equal probability and attempts the reservation again. We derive the expected access delay and throughput which is defined as the expected number of messages that reserve a channel in a frame. A simulation study is performed to verify our method.

• ETRI Journal
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• 제37권5호
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• pp.929-939
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• 2015

Ultra-high-frequency radio-frequency identification (UHF RFID) is widely applied in different industries. The Frame Slotted ALOHA in EPC C1G2 suffers severe collisions that limit the efficiency of tag recognition. An efficient full-duplex anti-collision scheme is proposed to reduce the rate of collision by coordinating the transmitting process of CDMA UWB uplink and UHF downlink. The relevant mathematical models are built to analyze the performance of the proposed scheme. Through simulation, some important findings are gained. The maximum number of identified tags in one slot is g/e (g is the number of PN codes and e is Euler's constant) when the number of tags is equal to mg (m is the number of slots). Unlike the Frame Slotted ALOHA, even if the frame size is small and the number of tags is large, there aren't too many collisions if the number of PN codes is large enough. Our approach with 7-bit Gold codes, 15-bit Gold codes, or 31-bit Gold codes operates 1.4 times, 1.7 times, or 3 times faster than the CDMA Slotted ALOHA, respectively, and 14.5 times, 16.2 times, or 18.5 times faster than the EPC C1 G2 system, respectively. More than 2,000 tags can be processed within 300 ms in our approach.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제10권1호
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• pp.33-39
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• 2012

In this paper, we compare the accuracy of most representative radio frequency identification (RFID) tag estimation functions in the context of minimizing RFID tag identification delay. Before the comparisons, we first evaluate the accuracy of Schoute's estimation function, which has been widely adopted in many RFID tag identification processes, and show that its accuracy actually depends on the number of tags to be identified and frame size L used for dynamic frame slotted Aloha cycles. Through computer simulations, we show how the accuracy of estimation functions is related to the actual tag read performance in terms of identification delay.