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

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Author(s)
카드카 그리슈마
Issued Date
2014
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.
Alternative Title
다수 태그 RFID 시스템을 위한 신호 충돌방지 기법 연구
Alternative Author(s)
Grishma Khadka
Department
일반대학원 첨단부품소재공학과
Advisor
Suk-seung Hwang
Awarded Date
2014-08
Table Of Contents
TABLE OF CONTENTS

TABLE OF CONTENTS I
LIST OF FIGURES V
LIST OF TABLES VIII
ACRONYMS IX
ABSTRACT (Korean) X
ABSTRACT (English) XII
I. INTRODUCTION 1
A. Motivation 1
B. Contribution 3
1. Efficient RFID Tag Identification using Time Division (TD) Method: 3
2. Performance Analysis of RFID Interference Suppression System based on the Gold Code: 3
3. Combined TD/CDMA Operation RFID Anti-Collision systems: 4
4. Threshold Detection of Passive RFID tag for Efficient Communication: 4
C. Organization of the Dissertation 5
II. BACKGROUND 6
A. RFID Technology 6
1. Reader 6
2. Tags 6
B. Collision Issues in RFID Identification 8
1. Reader-Reader Collision 8
2. Reader-Tag Collision 8
3. Tag-Tag Collision 9
C. Some Works on Collision Problem 11
III. ANTI-COLLISION TIME DIVISION RFID SYSTEM FOR TAG COLLISION SCENARIOS 14
A. Introduction 14
B. Received Signal Model 15
C. Anti-Collision based on TD for RFID 17
D. RFID Data Architecture for RFID Anti-Collision based on Time Division (TD) 18
E. Computer Simulation 19
F. Conclusion 27
IV. PERFORMANCE ANALYSIS OF RFID INTERFERENCE SUPPRESSION SYSTEM BASED ON THE GOLD CODE 28
A. Introduction 28
B. Received Signal Model 29
C. RFID Anti-Collision based on Gold Code 29
1. Spreading of the Transmitted Signal 30
2. Despreading of the Received Signal 30
D. Computer Simulation 31
E. Conclusion 35
V. Combined TD/CDMA RFID Anti-Collision System 36
A. Introduction 36
B. Received Signal Model 36
C. RFID Anti-Collision based on Combined Time Division (TD) and CDMA Method 38
1. Data Architecture for RFID Anti-Collision based on TD/CDMA Method 38
2. Allocation of Time Slots for Different Tag Groups 38
3. Spreading and Despreading of Data Sequences of Each Tag Groups: 39
D. Computer Simulation 41
E. Conclusion 42
VI. Threshold Detection of Passive RFID tag for Efficient Communication 43
A. Introduction 43
B. Received Signal Model 44
C. System Model for Effective Signal Decision 44
D. Effective Signal Decision Algorithms 45
E. Computer Simulation 47
F. Conclusion 48
VII. CONCLUSION 49
REFERENCES 51
ACKNOWLEDGEMENT 55
Degree
Master
Publisher
조선대학교 대학원
Citation
카드카 그리슈마. (2014). Study on Anti-collision Technbique for RFID System with Multiple Tags.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/12230
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000276207
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
Authorize & License
  • AuthorizeOpen
  • Embargo2014-08-26
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