Study on Anti-collision Technbique for RFID System with Multiple Tags

Abstract

RFID는 물류와 자산을 효율적으로 추적 또는 식별하기 위해 개발된 기술이다. 무선통신 기술과 이동 계산 환경이 발전해 나갈수록 RFID는 더욱더 유비쿼터스 계산의 필수적인 중요 요소로 평가되고 있다. RFID는 전자기 에너지를 이용해 임의적인 간섭 또는 잡음 환경에서 판독기에게 태그의 데이터를 전송한다. 최근 이 기술에 관심이 집중되고 있는 이유는 적은 비용과 신속한 절차, 그리고 독특한 식별 기능 때문이다. 그러나 태그는 속성 상 무선으로 식별 데이터를 전송하는 자원 제한적인 장치이기에 보안적 RFID식별 시스템을 개발하는 것이 가장 큰 과제다. 여러 RFID 태그가 한 판독기에게 동시에 반응할 시 각 태그의 신호가 그 외 다른 태크와 판독기의 통신을 방해해 신뢰성과 효율성을 저하시킨다. 본 논문은 위에서 언급한 문제점들을 해결하기 위한 몇가지 알고리즘을 제안한다. 첫째로, 판독기가 하나의 태그로부터만 신호를 받을 수 있도록 밀집된 구역에 있는 태그들 중 특정 태그에게 특정한 시간대를 배정하는 시분할(TD, Time Division) 기법을 제안한다. 이 기법은 우수한 간섭제거 성능을 가지지만, 주위에 많은 태그들이 존재 할 시 간섭제거 성능이 급격히 낮아지게 된다. 이러한 문제점 해결을 위해 확산/역확산 기법을 사용하는 골드코드를 RFID 통신시스템에 적용하였다. 이 방식은 많은 수의 태그들에 대해 우수한 간섭제거 성능을 가지지만, 태그들의 수가 골드코드의 길이에 비해 많아지면 급격하게 간섭제거 성능이 하락하고, 골드코드의 길이를 증가시키면 시스템이 복잡해 지게된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 논문에서는 시분할 기법과 골드코드 기법을 혼용하여 사용하는 방식을 제안한다. 이 시분할 및 골드코드 혼합시스템은, 처음 제시된 두 기법에 비해 더 많은 태그들에 대한 간섭을 제거 할 수 있는 우수한 간섭제거 성능을 가진다. 컴퓨터 시뮤레이션을 통해 본 논문에서 제시된 모든 방식들에 대한 간섭제거 성능을 확인한다.|Radio frequency identification (RFID) is a technology aimed at efficiently identifying and tracking goods and assets. Due to the development in wireless communication technologies and mobile computing environment, RFID is becoming an important and essential component of ubiquitous computing. It utilizes the electromagnetic energy for data transmission from a tag to a reader, in the presence of arbitrary interference and noise. Recently, increasing attention has been given to this technology because of its low cost, fast handling and uniquely identifying capability. However, since tags are resource-constrained devices sending identification data wirelessly, designing secure RFID identification protocols is a challenging task. When numerous RFID tags try to respond to the single reader at the same time, the signal from each tag may interfere in communicating between other tags and a reader, resulting in the reduction of the reliability and efficiency of the RFID system.

The present dissertation contributes to the design of algorithms aimed at dealing with the issues explained above. First, we proposed algorithm employing the Time Division (TD) technique where tags in the interrogation zone are assigned a specific time slot so that at one point in time the reader communicates with just a single tag. Moreover, we present an application of Gold code for RFID communication system, which uses spread spectrum techniques. In this RFID system, data bits are spreaded in each tags with the unique Gold code and the spreaded data bits are despreaded in the reader with the same Gold code. Finally, in order to make the system more efficient, we proposed a new combine primary digital transmission technique (TD/CDMA) tags anti-collision algorithm which helps in eliminating noise and interference between different tags.