JP2008533584A

JP2008533584A - タグ認識衝突防止ｒｆｉｄシステムおよびタグ識別方法

Info

Publication number: JP2008533584A
Application number: JP2008500604A
Authority: JP
Inventors: − ホソ、ギョン; − ヒョンオー、セ; − ヒユン、ジン; − ムンイ、ジュ; − ジュンイ、ウォン; − フンミュン、ジ
Original assignee: SK Telecom Co Ltd
Current assignee: SK Telecom Co Ltd
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2025-12-14
Also published as: US8028910B2; CN100595783C; WO2006095953A1; JP4815489B2; KR100612699B1; ATE450017T1; CN101151625A; EP1859390A4; US20080283600A1; DE602005017942D1; EP1859390A1; EP1859390B1

Abstract

本発明はタグ認識衝突防止ＲＦＩＤシステムおよびタグ識別方法を提供する。
本発明のタグ識別方法はＲＦＩＤリーダから受信したクエリーのプリフィクスとＲＦＩＤタグ自身のＩＤの先頭が一致する場合、自身のＩＤを前記ＲＦＩＤリーダに伝送する複数のＲＦＩＤタグを識別するＲＦＩＤリーダのタグ識別方法であって、ＲＦＩＤリーダがクエリーを伝送し、ＲＦＩＤタグが応答する一対の過程をラウンドとする時、前記ＲＦＩＤリーダは次のラウンドで伝送するプリフィクスを格納するキュー（Ｑ）フィールドと候補キュー（ＣＱ）フィールドとを含むデータフィールドを有し、キューフィールドを初期化して、候補キューフィールドのプリフィクスをキューフィールドに格納する第１ステップと、前記キューフィールドに格納されたプリフィクスを含むクエリーをＲＦＩＤタグに伝送し、伝送されたプリフィクスをキューフィールドから削除する第２ステップと、以前に伝送されたプリフィクスに対し複数のタグが応答して、タグの識別が不可能な場合、以前に伝送されたクエリーのプリフィクスの後部分に１ビットに該当するプリフィクスである０と１を挿入したプリフィクスをキューフィールドに挿入し、以前に伝送されたプリフィクスに対して１つのタグが応答するか応答がない場合、以前に伝送されたクエリーのプリフィクスを候補キューフィールドに挿入し、候補キューに格納されている不要なプリフィクスを削除する第３ステップと、キューフィールドに格納されたプリフィクスの有無を判断して、キューフィールドに格納されたプリフィクスがある場合、前記第２ステップにフィードバックする第４ステップと、を含んでなることに技術的特徴がある。

Description

本発明は、プリフィクスの拡張および候補キューを用いてタグを速く識別することができるようにするタグ認識衝突防止ＲＦＩＤシステムおよびタグ識別方法に関するものである。

ＲＦＩＤシステムは自動認識システムであって、ＲＦＩＤリーダは物体に取り付けられ、固有ＩＤおよび情報を有するタグとの無線通信によって物体を認識する。このようなＲＦＩＤリーダは、タグを速かに識別できなければならないが、リーダまたはタグが共有された単一無線チャネルを介して通信することによって、その信号が衝突するようになる。このような衝突現象は、タグの速い識別を妨害したり、リーダがすべての物体を認識できなくなったりする状況をもたらす。

したがって、１つのリーダと低機能のタグで構成されたＲＦＩＤシステムで衝突発生頻度を減少させ、衝突発生と関係がなくタグを速く認識することができるようにするタグ識別技術が要求される。

一方、衝突現象は、リーダ衝突現象とタグ衝突現象に区分される。リーダ衝突現象は近接したリーダが同時にタグから情報を獲得しようと試みることによる混同現象であり、タグ衝突現象は複数のタグが同時にリーダに応答して、リーダがタグを認識できないようにさせる現象である。

リーダ衝突現象は、ＲＦＩＤリーダが衝突を検出し、互いに通信することによって容易に解決される。反面、低機能手動タグの場合、隣のタグを認識できなかったり、衝突を検出できなかったりすることによって、タグ衝突防止技術はＲＦＩＤシステムの識別能力を大きく左右する。

一方、衝突防止タグ識別プロトコルは大きくアロハ（ａｌｏｈａ）に基づくプロトコルと、ツリーに基づくプロトコルとに分けることができる。

アロハに基づくタグ識別プロトコルは、タグが任意の時間を選択して、リーダに自身のＩＤを伝送するようにする方法を取るが、これは確率的に衝突発生頻度を減少させることはできるが衝突の発生を完全に防止することはできないだけでなく、衝突によって特定タグがリーダに長時間識別されない現象である飢餓（ｓｔａｒｖａｔｉｏｎ）現象が発生し得る。

このようなタグ飢餓現象は、物流管理と共に正確度が重視される応用システムにおいては非常に大きな短所として作用し、このような理由によりアロハプロトコルは確率論的（ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ）衝突防止プロトコルの代表的な例である。

ツリーに基づくタグ識別プロトコルは、衝突の発生を追跡してタグの存在を検出する方法を取り、バイナリーツリープロトコルおよびクエリーツリープロトコルがある。このようなツリーに基づくプロトコルは長い識別遅延をもたらすが、タグ飢餓現象は発生しない。

ツリーに基づくプロトコルは、衝突発生タグを２つのグループに分けた後、リーダが衝突なしにタグのＩＤを認識するようにさせるものであって、バイナリーツリープロトコルは乱数発生器を有するタグのカウンタを用いて、衝突するタグを乱数により２つのグループに分け、０を選択したタグがそれらのＩＤを伝送するようにする。しかし、このような方式の場合、タグは乱数発生器およびカウンタ機能を必要とする。

また、クエリーツリープロトコルは、リーダがいくつかのビットプリフィクスのクエリーを伝送し、該当プリフィクス（ｐｒｅｆｉｘ）とマッチングするＩＤを有するタグが応答するようにするものであり、リーダのプリフィクスによって衝突タグが区分される。ここで、タグはＩＤを除いた追加のメモリを必要としないために、クエリーツリープロトコルは無記憶プロトコルと呼ばれる。このようなクエリーツリープロトコルによれば、タグの機能が簡単であるという長所があるが、プリフィクスを用いることによってリーダが認識しなければならないタグのＩＤ分布の類型により多くの識別遅延をもたらし得るという問題がある。

一方、クエリーツリープロトコルにおける多くの識別遅延を減らすための変形されたプロトコルがあるが、タグＩＤ伝送にかかる時間の短縮のみを中心とし、衝突発生頻度そのものを減少させることはできない。

（発明の要約）
本発明は、上記のような従来技術の諸問題と短所を解決するためのものであり、タグに複雑な機能を必要としないながらも、衝突発生頻度を減少させ、タグの飢餓現象を生じることなくリーダがすべてのタグを速く識別することができるようにするタグ認識衝突防止ＲＦＩＤシステムおよびタグ識別方法を提供することに本発明の目的がある。

（発明の詳細な説明）
本発明の前記目的は、ＲＦＩＤリーダから受信したクエリーのプリフィクスとＲＦＩＤタグ自身のＩＤの先頭が一致する場合、ＲＦＩＤタグ自身のＩＤを前記ＲＦＩＤリーダに伝送する複数のＲＦＩＤタグを識別するＲＦＩＤリーダのタグ識別方法であって、ＲＦＩＤリーダがクエリーを伝送し、ＲＦＩＤタグが応答する一対の過程をラウンド（ｒｏｕｎｄ）とする時、前記ＲＦＩＤリーダは次のラウンドで伝送するプリフィクスを格納するキュー（Ｑ：Ｑｕｅｕｅ）フィールドと候補キュー（ＣＱ：ＣａｎｄｉｄａｔｅＱｕｅｕｅ）フィールドとを含むデータフィールドを有し、キューフィールドを初期化して、候補キューフィールドのプリフィクスをキューフィールドに格納する第１ステップと、前記キューフィールドに格納されたプリフィクスを含むクエリーをＲＦＩＤタグに伝送し、伝送されたプリフィクスをキューフィールドから削除する第２ステップと、以前に伝送されたプリフィクスに対し複数のタグが応答してタグの識別が不可能な場合、以前に伝送されたクエリーのプリフィクスの後部分に１ビットに該当するプリフィクスである０と１を挿入したプリフィクスをキューフィールドに挿入し、以前に伝送されたプリフィクスに対して１つのタグが応答するか応答がない場合、以前に伝送されたクエリーのプリフィクスを候補キューフィールドに挿入して候補キューに格納されている不要なプリフィクスを削除する第３ステップと、キューフィールドに格納されたプリフィクスの有無を判断して、キューフィールドに格納されたプリフィクスがある場合に、前記第２ステップにフィードバックする第４ステップと、を含んでなるタグ識別方法によって達成される。

また、本発明の前記目的は、ＲＦＩＤリーダから受信したクエリーのプリフィクスとＲＦＩＤタグ自身のＩＤの先頭が一致する場合、自身のＩＤを前記ＲＦＩＤリーダに伝送するＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤリーダがクエリーを伝送し、ＲＦＩＤタグが応答する一対の過程をラウンドとする時、次のラウンドで伝送するプリフィクスを格納するキュー（Ｑ）フィールドと候補キュー（ＣＱ）フィールドを含むデータフィールドを有し、キューフィールドを初期化して、候補キューフィールドのプリフィクスをキューフィールドに格納し、キューフィールドに格納されたプリフィクスを含むクエリーをすべてのタグが識別される時まで順次ＲＦＩＤタグに伝送した後、伝送されたプリフィクスはキューフィールドから削除し、以前に伝送されたプリフィクスに対し複数のタグが応答して、タグの識別が不可能な場合、以前に伝送されたクエリーのプリフィクスの後部分に１ビットに該当するプリフィクスである０と１を挿入したプリフィクスをキューフィールドに挿入し、以前に伝送されたプリフィクスに対し応答がないか１つのタグだけが応答する場合、以前に伝送されたクエリーのプリフィクスを候補キューフィールドに挿入して候補キューに格納されている不要なプリフィクスを削除するＲＦＩＤリーダ；とからなるタグ認識衝突防止ＲＦＩＤシステムによって達成される。

本発明のタグ識別方法の特徴的な過程はクエリー挿入過程とクエリー削除過程とからなる。タグを効率的に識別するために、本発明では以前のタグ識別過程から得られたプリフィクスを挿入したり削除し、タグは自身のＩＤとプリフィクスをマッチングする機能だけを必要とする。

タグの信号が衝突する回数が減少するほど、リーダのタグ認識速度は速くなり、本発明のシミュレーション結果は衝突発生を制限し、通信過負荷を防止しながらすべてのタグを認識する総遅延時間を減少させる。

本発明のタグ識別方法に係るプロトコルは、リーダとタグとの間の連続的な通信によってタグを識別し、リーダは自身の識別範囲内にあるタグに特定プリフィクスのＩＤの有無について質問して、タグのＩＤを確認する。

本発明のタグ識別方法に係るタグ識別プロトコルはラウンドで構成され、各ラウンドでリーダは質問を伝送し、タグはそれに応答する。

リーダの質問は１ビット〜ｎビット（ｎ＝タグＩＤのビット数）のプリフィクスを含み、質問として伝送されたプリフィクスとＩＤの最前部が一致するタグだけがそれらのＩＤで応答する。ただ１つのタグだけが応答してこそリーダはタグのＩＤを認識することができる。

ＲＦＩＤネットワークで２以上のタグが同時に応答する場合に衝突が発生し、このような場合にリーダはタグを認識することができないが、２以上のタグがプリフィクスと一致するという事実を把握することができる。

したがって、本発明でＲＦＩＤリーダは、衝突を発生させたタグを認識するために以前に質問として伝送したプリフィクスより１ビットさらに長いプリフィクスを再伝送し、リーダはすべてのタグのＩＤを認識する時までプリフィクスを拡張して、すべてのタグを識別できるようになる。

本発明の前記目的と技術的構成およびそれによる作用効果に関する詳しい事項は、本発明の明細書に添付された図面に基づく以下の詳細な説明によって、より明確に理解することができる。

まず、図１は本発明に係るＲＦＩＤシステムにおける初期タグ識別過程を説明するためのクエリーツリー構図であり、図２は図１のタグ識別過程を表で示した識別表であって、タグのＩＤが各々０１０１００００，０１０１１０１０，１０００１１１１である３つのタグを識別する過程を示す。

本発明のＲＦＩＤシステムでリーダはタグとの通信でタグを識別し、リーダとタグの間の通信過程は、図１のようにツリーで表現することができる。すなわち、本発明のタグ識別過程に従うクエリーツリープロトコルで、クエリーツリーはリーダによって伝送されたプリフィクスを示すデータ構造として、複数のラウンドで構成され、各ラウンドでリーダはクエリーを伝送し、タグはそれらのＩＤで応答する。

ツリーにおいて各ノードはリーダが伝送したプリフィクスを表現し、１つのノードはリーダがプリフィクスを伝送し、タグが応答するラウンドでかかる時間を意味し、これによってツリーのノード数はリーダがすべてのタグを識別するのにかかる時間になる。

各々のクエリーは互いに異なるプリフィクスを有し、自身のＩＤがプリフィクスとマッチングするタグだけが応答する。単に１つのタグが応答する時、リーダは確実にタグを認識したものであり、２以上のタグが応答すれば、応答が衝突してリーダはタグに対するいかなる情報も獲得することができない。

しかし、リーダはプリフィクスとマッチングするＩＤを有するタグの存在を認知し、衝突を発生させたタグを識別するためにリーダは次のラウンドで１ビットさらに長くなったプリフィクスを有するクエリーを伝送する。

クエリーツリーのノードは、リーダがプリフィクスを伝送してタグが応答する１つのラウンドを意味するものであり、衝突ノード、識別ノード、無応答ノードに分類され、図１のクエリーツリーで、「Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ」はプリフィクスを含むＩＤを有するタグが１つだけ存在して、リーダがタグを確実に識別した識別ノードを示し、「Ｎｏ−ｒｅｓｐｏｎｓｅ」はプリフィクスを含むＩＤを有するタグが存在せず、リーダがいかなる応答をも受けることができない無応答ノードを示し、「Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ」はプリフィクスを含むＩＤを有するタグが２つ以上存在して、同時に様々なタグがＩＤを伝送することによって衝突が発生し、リーダはいかなるタグも認識できずに衝突が発生したという事実だけを知るようになる衝突ノードを示す。

１つの衝突ノードは２つの子ノードを有し、左側の子ノードは親ノードプリフィクスの端部に０が追加されたプリフィクスを、右側子ノードは１が追加されたプリフィクスを有する。したがって、クエリーツリーのすべての媒介ノードは衝突ノードであり、リーフ（ｌｅａｆ）ノードは識別ノードであるか、無応答ノードである。

本発明でリーダは識別過程で用いるプリフィクスを格納するデータフィールドとして、キュー（Ｑ）フィールドと候補キュー（ＣＱ）フィールドを有する。

キューは識別過程の開始前に初期化された後、クエリー識別過程中の衝突が発生することによって次のクエリーに挿入されなければならないプリフィクスが格納され、したがって、リーダはキューに格納されたプリフィクスを順次用いて識別過程を行う。

一方、タグの識別遅延は、衝突ノードのディレイの総合である衝突周期によって最も大きく影響を受けるようになるため、衝突ノード数の減少はリーダの識別能力を向上させる。したがって、クエリーツリーでキューが０と１で初期化されれば、リーダは長い衝突周期を有するようになり、タグの数が増加するほど、ＩＤの長さが長くなるほど、各タグのＩＤが類似するほど、衝突周期はさらに大きくなる。

衝突周期を短縮させるために、本発明は、以前の識別過程で獲得される情報を用い、これによって本発明のＲＦＩＤシステムでＲＦＩＤリーダはキュー（Ｑ）だけでなく候補キュー（ＣＱ）を有し、リーダはクエリーツリーのすべてのリーフノード、すなわち識別ノードと無応答ノードとのプリフィクスを前記候補キューに格納する。図１で、点線の四角形と表示されたノードのプリフィクスが候補キューに格納される。

識別ノードのプリフィクスは、ただ１つのタグだけが応答したプリフィクスを示すため、すでに識別されたタグは識別ノードのプリフィクスを介して一度に識別することができる。もし、識別ノードのプリフィクスを有する他のタグがリーダの識別範囲内に進入したとしても、識別ノードのプリフィクスを用いることによって既存のツリーに基づくタグ識別プロトコルに比べて衝突発生を減らすことができる。

ツリーのすべてのリーフノードは、識別ノードであるか無応答ノードであるため、本発明では候補キューを介して新しいタグを速く識別するために無応答ノードのプリフィクスを用い、すでに識別されたタグの速い再識別のために識別ノードのプリフィクスを用いる。

これにより、識別されたタグは、衝突がなく、または、ほぼ衝突がなく識別ノードのプリフィクスによって認識され、識別ノードのプリフィクスとマッチングする新しいタグがリーダの識別領域に入るようになれば、識別ノードのプリフィクスを介して速く認識することができる。図１でクエリー挿入によって候補キューに格納されるプリフィクスは点線の四角形で表現した。

キューは、候補キューに格納されているプリフィクスで初期化されるか、候補キューに格納されているプリフィクスがない場合（リーダがリセットされた場合など）には０と１で初期化され、リーダは毎ラウンドごとにクエリーを伝送し、各ラウンドの過程が終了すれば、キューから該当ラウンドのプリフィクスをキューから削除する。

もし、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉが衝突を発生させたプリフィクスであれば、リーダはプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ０とｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ１をキューに挿入する。リーダは継続して、キューに格納されたプリフィクスがこれ以上存在しない時まで動作を繰り返し、プリフィクスを拡張することによってすべてのタグを認識できるようになる。

図１のクエリーツリーに対する識別表を示す図２によって、タグＡのＩＤが「０１０１００００」、タグＢのＩＤが「０１０１１０１０」、タグＣのＩＤが「１０００１１１１」である３つのタグの識別過程およびこれによるキューと候補キューのプリフィクス挿入過程を詳細に説明すれば次の通りである。

図面で、キュー（ＱｕｅｕｅＱ）のフィールドはタグの識別過程中のキューに格納されているプリフィクスを、候補キュー（ＣａｎｄｉｄａｔｅＱｕｅｕｅＣＱ）のフィールドは候補キューに格納されるプリフィクスを示し、応答（ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィールドはタグがリーダに応答した後に、リーダが得る結果を示す。タグがクエリーに応答した場合には「Ｏ」、そうでない場合には「Ｘ」で表記した。

図２に示すように、初期タグ識別過程では候補キューにプリフィクスが格納されていないため、初期識別過程を行う前の０ラウンドでキューフィールドは０と１で初期化される。

初期識別過程が始まって、リーダが１ラウンドでプリフィクス０を含むクエリーを伝送すれば、タグＡとタグＢとが応答して衝突を発生させ、リーダはキューフィールドから１ラウンドで用いたプリフィクスである０を削除すると共に、キューフィールドでプリフィクス００と、０１とを挿入する。したがって、０を含むクエリーの伝送時、タグが衝突を発生させることによって１ラウンドのノードはプリフィクスが拡張された子ノードを有するようになり、リーフノードはまだ存在しないため、１ラウンドで候補キューに格納されるプリフィクスはない。

次に、２ラウンドでリーダはプリフィクス１を含むクエリーを伝送し、タグＣだけが応答することによって、該当タグＣのＩＤである１０００１１１１が識別される。これによって、リーダは識別ノードのプリフィクス１をキューから削除し、識別ノードはリーフノードであるため候補キューにプリフィクス１を格納する。

３ラウンドおよび４ラウンドで、リーダはキューに格納されたプリフィクス００と０１を含むクエリーをタグに伝送する。プリフィクス００を伝送した３ラウンドではすべてのタグが応答せずに、これによってキューフィールドから００が削除され、無応答ノードもまたリーフノードであるために候補キューに００が格納される。４ラウンドではプリフィクス０１を含むクエリーを伝送することによってタグＡとタグＢとが再び衝突を生じるようになり、候補キューに追加されるプリフィクスはない。

次に、リーダは再びプリフィクス０１をキューフィールドから削除すると共に、１ビット追加した０１０と０１１をキューフィールドに挿入し、５ラウンドおよび６ラウンドを実行する。

上記のような過程はすべてのタグが識別される時まで続けられ、識別過程が終われば、キューのプリフィクスもすべて削除され、図１のクエリーツリーで点線の四角形と表示された各リーフノードのプリフィクスである１，００，０１１，０１００，０１０１０，０１０１１だけが候補キューに格納される。

以降の識別過程で候補キューを用いれば、識別ノードのプリフィクスとマッチングされない新しいＩＤのタグがある場合、新しいタグはリーダによって、候補キューに格納された無応答ノードのプリフィクスによって識別される。クエリーツリーのすべてのリーフノードは識別ノードであるか無応答ノードであるため、リーダはすべてのタグを速かに識別できるようになる。

次に、図３は、図２の初期識別過程を行った以降の再識別過程を表で示した識別表である。

図に示すように、以降の識別過程の０ラウンドで、キューは候補キューに格納されていたプリフィクスである１，００，０１１，０１００，０１０１０，０１０１１で初期化される。

１ラウンドでプリフィクス１を含むクエリーを伝送すれば、ＩＤ１０００１１１１を有するタグＣが識別され、キューからプリフィクス１が削除され、該当識別ノードはリーフノードであるためプリフィクス１は候補キューに格納される。

２ラウンドではキューの次のプリフィクスであるプリフィクス００を含むクエリーが伝送され、新しいタグが存在しないために該当ノードは無応答ノードになり、キューからプリフィクス００が削除され、候補キューにはプリフィクス００が挿入される。３ラウンドで０１１、４ラウンドで０１００のプリフィクスが伝送されれば、タグが応答せずにプリフィクス０１１と０１００もキューから削除されて候補キューに挿入される。

次に、５ラウンドでプリフィクス０１０１０を伝送すれば、ＩＤ０１０１００００のタグＡが識別され、キューから０１０１０が削除され、候補キューには０１０１０が挿入され、６ラウンドでプリフィクス０１０１１を伝送すれば、ＩＤ０１０１１０１０のタグＢが識別され、キューから０１０１１が削除され、該当識別ノードのプリフィクス０１０１１が候補キューに挿入される。

上記のように、図２の識別過程では新しいタグが識別範囲内に進入したり、以前に識別されたタグが範囲の外に進出しなかったりするために、候補キューには最初の識別過程の結果と同一のプリフィクスが格納されるようになり、候補キューを用いることによって１０ラウンドからなる最初の識別過程に比べて、４ラウンドほどの識別遅延時間が減少した。

以下では、タグの移動によるラウンド別の候補キューのプリフィクス削除およびタグ識別過程を説明する。

プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉの衝突ノードは２つの子ノード（ｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ０、ｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ１）を有し、一対の子ノードは２つの衝突ノード、１つの衝突ノードと１つの識別ノード、１つの衝突ノードと１つの無応答ノードまたは、２つの識別ノードになることができる。

この時、タグがリーダの識別領域の外に出るようになれば、衝突ノードの２つの子ノードの状態は次のように変更される。

まず、子ノードが１つの識別ノードと１つの無応答ノードである場合、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ０またはｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ１に応答するタグがリーダによって確実に認識される。無応答ノードのプリフィクスを有したタグは存在しないために、リーダは衝突なくプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉを用いてタグを識別することができる。プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉのノードは識別ノードであるため、子ノードを有する必要はない。

次に、子ノードが２つの無応答ノードである場合、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ０とプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ１に応答するタグは存在せず、これによってプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉを有するタグはリーダの領域内にないものである。したがって、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉのノードが無応答ノードになり、子ノードは不要である。

一方、クエリー挿入過程によって、キューのサイズが拡張され、キュー内のプリフィクスの長さは増加するようになる。ところで、不要な無応答ノードは速い識別を妨げるようになるため、本発明ではこの問題に対処するためにプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ０のノードとプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ１のノードが識別ノードと無応答ノードであるか、無応答ノードと無応答ノードである場合、候補キューはプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ０とプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉ１の代わりに、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｉを格納する。

前記のクエリー削除過程は、同一の親ノードを有する２つのノードとして、識別ノードと無応答ノード、または無応答ノードと無応答ノードが存在しない時まで続き、このようなクエリー削除過程によって、候補キューは不要な無応答ノードのプリフィクスを除去することができる。

すなわち、リーダによって識別されたタグが識別されなくなれば、衝突ノードの２つの子ノードは識別ノードと無応答ノードになるか、２つの無応答ノードとなる。

識別ノードと無応答ノードの場合、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ０（ｏｒｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ１）を有するタグが確実に識別され、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ１（ｏｒｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ０）を有するタグがないためプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂを介しても衝突なく確実にタグを識別することができる。したがって、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂは識別ノードであり、不要な子ノードを有する状態である。

２つの無応答モードの場合は、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ０とプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ１を有するタグが存在しない場合であって、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂを有するタグも存在しない。したがって、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂは無応答ノードで不要な子ノードを有する。

したがって、不要な無応答ノードのプリフィクスを除去するためにプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ０ノードとプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ１ノードの状態が識別ノードと無応答ノード、２つの無応答ノードである場合に、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ０とプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ１とを候補キューから削除してプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂを格納する。

すなわち、候補キューにプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ０とプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ１が格納されている時、プリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ０ノードとプリフィクスｐ_０ｐ_１…ｐ_ｂ１ノードの状態が識別ノードと無応答ノードまたは、２つの無応答ノードである状況が存在しない時までクエリー削除過程は繰り返し行われる。

上記の過程を図４〜図６によって説明すれば次の通りである。

まず、図４は、既に識別されたタグの移動によるタグ識別過程を説明するためのクエリーツリー構図であり、図５は、図４の過程を表で示した識別表であり、図６は、図５の識別表で候補キューのクエリー削除過程を詳細に説明するための表である。

図４〜図６では、タグＢが移動して識別範囲内に存在しない場合の識別過程を示すものであり、図４のクエリーツリーを参照してみれば、識別過程を行う前に、キューは図２または図３の過程により結果的に候補キューに格納されたプリフィクスである１，００，０１１，０１００，０１０１０，０１０１１で初期化され、プリフィクス１によってＩＤ１０００１１１１のタグＣが識別され、プリフィクス０１０１０によってＩＤ０１０１００００のタグＡが識別される。

そしてこれによって、候補キューには点線の四角形と表示されたノードのプリフィクスである０と１だけが格納されるようになるが、この過程を図５と図６によって詳細に説明することにする。

図５は、タグＢの移動後最初の識別過程を示す。

リーダは０ラウンドで候補キューのプリフィクスである１，００，０１１，０１００，０１０１０，０１０１１で初期化され、１ラウンドでは、プリフィクス１を伝送し、タグＣを識別し、プリフィクス１を候補キューに格納し、２ラウンドでは、プリフィクス００を伝送し、無応答状態であることによって００を候補キューに格納する。

また、３ラウンドではプリフィクス０１１を伝送した後に無応答状態により０１１を候補キューに格納し、４ラウンドでもプリフィクス０１００を伝送した後の無応答であることによって０１００も候補キューに格納する。そして、次の５ラウンドで０１０１０を伝送すれば、タグＡは識別され、０１０１０は候補キューに格納される。

最後のラウンドである６ラウンドでリーダが０１０１１を伝送すれば、タグＡとタグＣとがすべて識別されたため無応答になり、候補キューには一時的に０１０１１が格納される。

しかし、本発明では先に説明したように、２つの子ノードが無応答と無応答、識別と無応答である場合、その子ノードのプリフィクスは候補キューから削除し、親ノードを格納する。

リーダは候補キューの０１０１０と０１０１１の代わりに、その親ノードのプリフィクスになる０１０１を格納し、０１０１と０１００が共存すれば再びそれを削除し、その親ノードのプリフィクスである０１０を格納する。また、０１０と０１１が共存することによって０１０と０１１を削除して親ノードの０１を格納し、その結果００と０１が共存することによって００と０１の代わりに親ノードの０を格納する。

結果的に、候補キューには０と１だけが格納されるようになるのである。

候補キューの削除過程だけを示した図６を参照して再び詳しく見れば、０ラウンドで候補キューには１，００，０１１，０１００，０１０１０，０１０１１が存在するが、１ラウンドでは０１０１０と０１０１１が削除され、０１０１が挿入される。２ラウンドでは０１００と０１０１が削除され、０１０が挿入され、３ラウンドでは０１０と０１１が削除されて０１が挿入される。次に、４ラウンドでは００と０１の代わりに０が挿入され、その結果候補キューには０と１だけが格納される。

前記の候補キューのプリフィクス削除の過程は同一の親ノードを有する候補キューの２つの子ノードが無応答と無応答、識別と無応答の場合が存在しない時まで継続して行われ、この過程は図５の過程に相次いで発生する過程であって、図５の６ラウンド以降の７ラウンドとして存在する。

次に、図７は、図５のタグ移動に係る初期識別過程以降の識別過程を表で示した識別表であり、変わらずタグＢが移動した状態の２次識別過程を示す。

図に示すように、キューは以前の識別過程により候補キューに格納されたプリフィクス０と１で初期化され、１ラウンドでリーダがプリフィクス０を含むクエリーを伝送すれば、ＩＤ０１０１０００のタグＡが識別され、キューからプリフィクス０が削除され、候補キューには０が格納される。

次に、２ラウンドでリーダがプリフィクス１を伝送すれば、ＩＤ１０００１１１１のタグＣが識別され、キューからプリフィクス１が削除され、候補キューには１が格納される。

上記のように、タグが移動した場合の最初の識別過程は６ラウンドからなるが、候補キューの削除過程により、以降の識別過程は２ラウンドのみからなり、タグの速い識別が可能になる。

本発明が属する技術分野の当業者は、本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施することができるため、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないこととして理解しなければならない。本発明の範囲は前記詳細な説明よりは特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲、そしてその等価概念から導き出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれると解釈しなければならない。

（産業上の利用可能性）
したがって、本発明のタグ認識衝突防止ＲＦＩＤシステムおよびタグ識別方法によれば、衝突を発生させないプリフィクスを用いることによって識別遅延が減少し、クエリー挿入および削除過程によってタグ衝突の数が大きく減少する。

本発明に係るＲＦＩＤシステムにおける初期タグ識別過程を説明するためのクエリーツリー構図である。図１のタグ識別過程を表で示した識別表である。図２の初期識別過程以降の識別過程を表で示した識別表である。既に識別されたタグの移動によるタグ識別過程を説明するためのクエリーツリー構図である。図４の過程を表で示した識別表である。図５の識別表で候補キューのクエリー削除過程を詳細に説明するための表である。図５のタグ移動による初期識別過程以降の識別過程を表で示した識別表である。

Claims

ＲＦＩＤリーダから受信したクエリーのプリフィクスとＲＦＩＤタグ自身のＩＤの先頭が一致する場合、自身のＩＤを前記ＲＦＩＤリーダに伝送する複数のＲＦＩＤタグを識別するＲＦＩＤリーダのタグ識別方法であって、
ＲＦＩＤリーダがクエリーを伝送し、ＲＦＩＤタグが応答する一対の過程をラウンドとする時、前記ＲＦＩＤリーダは次のラウンドで伝送するプリフィクスを格納するキュー（Ｑ）フィールドと候補キュー（ＣＱ）フィールドを含むデータフィールドを有し、
キューフィールドを初期化して、候補キューフィールドのプリフィクスをキューフィールドに格納する第１ステップと、
前記キューフィールドに格納されたプリフィクスを含むクエリーをＲＦＩＤタグに伝送し、伝送されたプリフィクスをキューフィールドから削除する第２ステップと、
以前に伝送されたプリフィクスに対し複数のタグが応答して、タグの識別が不可能な場合、以前に伝送されたクエリーのプリフィクスの後部分に１ビットに該当するプリフィクスである０と１を挿入したプリフィクスをキューフィールドに挿入し、以前に伝送されたプリフィクスに対し応答がないか１つのタグだけが応答する場合、以前に伝送されたクエリーのプリフィクスを候補キューフィールドに挿入して候補キューに格納されている不要なプリフィクスを削除する第３ステップと、
キューフィールドに格納されたプリフィクスの有無を判断して、キューフィールドに格納されたプリフィクスがある場合、前記第２ステップにフィードバックする第４ステップと、
を含んでなることを特徴とするタグ識別方法。
前記第３ステップで、
不要なプリフィクスの削除は、
以前に伝送されたプリフィクスに対し応答がないか１つのタグだけが応答すれば、候補キューに以前に伝送されたプリフィクスに該当するノードの２つの子ノードに対するプリフィクスが格納されている場合、該当子ノードのプリフィクスを削除することを特徴とする請求項１に記載のタグ識別方法。
前記第３ステップで、
前記ＲＦＩＤリーダは、
同一の親ノードを有する２つのノードとして、識別ノードと無応答ノード、または無応答ノードと無応答ノードが候補キューに存在しない時まで、該当子ノードのプリフィクスを削除し、該当親ノードのプリフィクスを挿入する過程を繰り返し行い、候補キューから不要な無応答ノードのプリフィクスをすべて除去することを特徴とする請求項２に記載のタグ識別方法。
前記第１ステップで、前記ＲＦＩＤリーダは候補キューフィールドに格納されたプリフィクスが存在しない場合、キューフィールドにプリフィクス０と１を格納して初期化することを特徴とする請求項１に記載のタグ識別方法。
ＲＦＩＤリーダから受信したクエリーのプリフィクスとＲＦＩＤタグ自身のＩＤの先頭が一致する場合、自身のＩＤを前記ＲＦＩＤリーダに伝送するＲＦＩＤタグと、
ＲＦＩＤリーダがクエリーを伝送し、ＲＦＩＤタグが応答する一対の過程をラウンドとする時、次のラウンドで伝送するプリフィクスを格納するキュー（Ｑ）フィールドと候補キュー（ＣＱ）フィールドを含むデータフィールドを有し、キューフィールドを初期化して、候補キューフィールドのプリフィクスをキューフィールドに格納し、キューフィールドに格納されたプリフィクスを含むクエリーをすべてのタグが識別される時まで順次ＲＦＩＤタグに伝送した後、伝送されたプリフィクスはキューフィールドから削除し、以前に伝送されたプリフィクスに対し複数のタグが応答して、タグの識別が不可能な場合、以前に伝送されたクエリーのプリフィクスの後部分に１ビットに該当するプリフィクスである０と１を挿入したプリフィクスをキューフィールドに挿入し、以前に伝送されたプリフィクスに対し応答がないか１つのタグだけが応答する場合、以前に伝送されたクエリーのプリフィクスを候補キューフィールドに挿入して候補キューに格納されている不要なプリフィクスを削除するＲＦＩＤリーダと、
からなることを特徴とするタグ認識衝突防止ＲＦＩＤシステム。
前記ＲＦＩＤリーダは、
以前に伝送されたプリフィクスに対し応答がないか１つのタグだけが応答すれば、候補キューに以前に伝送されたプリフィクスに該当するノードの２つの子ノードに対するプリフィクスが格納されている場合、該当子ノードのプリフィクスを削除することを特徴とする請求項５に記載のタグ認識衝突防止ＲＦＩＤシステム。
前記ＲＦＩＤリーダは、
同一の親ノードを有する２つのノードとして、識別ノードと無応答ノード、または無応答ノードと無応答ノードが候補キューに存在しない時まで、該当子ノードのプリフィクスを削除し、該当親ノードのプリフィクスを挿入する過程を繰り返し行い、候補キューから不要な無応答ノードのプリフィクスをすべて除去することを特徴とする請求項６に記載のタグ認識衝突防止ＲＦＩＤシステム。
前記ＲＦＩＤリーダは、
タグ識別過程を行うためのキューフィールドの初期化時、候補キューフィールドに格納されたプリフィクスが存在しない場合、キューフィールドにプリフィクス０と１を格納することを特徴とする請求項５に記載のタグ認識衝突防止ＲＦＩＤシステム。