KR101019129B1 - 리더, 상기 리더를 포함하는 태그 수 추정 시스템, 및 태그수 추정 방법 - Google Patents

리더, 상기 리더를 포함하는 태그 수 추정 시스템, 및 태그수 추정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101019129B1
KR101019129B1 KR1020080118655A KR20080118655A KR101019129B1 KR 101019129 B1 KR101019129 B1 KR 101019129B1 KR 1020080118655 A KR1020080118655 A KR 1020080118655A KR 20080118655 A KR20080118655 A KR 20080118655A KR 101019129 B1 KR101019129 B1 KR 101019129B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tag
slot
tags
collision
frequency
Prior art date
Application number
KR1020080118655A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100060169A (ko
Inventor
박동조
김준태
진승리
이재훈
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020080118655A priority Critical patent/KR101019129B1/ko
Publication of KR20100060169A publication Critical patent/KR20100060169A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101019129B1 publication Critical patent/KR101019129B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/77—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for interrogation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0008—General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

태그 수를 추정할 수 있는 리더가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 리더는, 각 슬롯의 충돌이 발생하였을 경우에 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 다수의 응답 신호들을 주파수 영역의 신호들로 변환하고, 변환된 신호들에서 첨점의 개수를 산출하여 산출된 첨점의 개수에 기초해서 충돌이 발생한 다수의 태그들의 개수를 추정할 수 있다. 따라서, 종래의 방식에 비해 태그의 개수가 매우 정확하게 예측될 수 있으며, 프레임 사이즈가 효율적으로 결정될 수 있다.

Description

리더, 상기 리더를 포함하는 태그 수 추정 시스템, 및 태그 수 추정 방법{Reader, Tag population estimation system having the same, and method for estimating tag population}
본 발명에 따른 실시예는 무선 통신 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 태그로부터 수신되는 응답 신호들을 주파수 영역의 신호들로 변환하고 변환된 신호들을 분석함으로써 리더의 커버리지에 포함된 태그의 수를 정확하게 추정할 수 있는 리더, 상기 리더를 포함하는 태그 수 추정 시스템, 및 태그 수 추정 방법에 관한 것이다.
무선 주파수 인식(Radio Frequency Identification, 이하 'RFID') 시스템은 바코드, 또는 마그네틱 카드 등과 같은 자동 인식의 한 분야로서, 개인 식별, 물품 식별, 위치 추적, 또는 금융 서비스 등과 같은 여러 분야에서 이용될 수 있다.
RFID 시스템에서 다수의 태그가 리더의 무선 주파수 영역(커버리지)에 존재할 경우에, 리더가 태그를 인식하고자 하는 시점에 다수의 태그가 동시에 자신의 식별 정보(ID)를 리더에 포함된 다수의 슬롯들 중 동일한 슬롯으로 전송하면 다수의 태그 ID 정보가 충돌하게 되어, 리더는 태그로부터의 정보를 정확하게 확인할 수가 없게 된다.
최근의 RFID 기술에서는 적은 슬롯의 수를 이용하여 태그의 인식 확률을 최대화하는 것이 중요한 과제이며, 따라서 태그의 개수를 정확하게 예측하여 프레임 사이즈를 효율적으로 결정하는 것이 필요하다.
종래에는 태그의 개수를 추정하는 방법으로서 Vogt 알고리즘들을 많이 사용하지만, 상기 Vogt 알고리즘들은 정확도가 매우 떨어지거나 또는 계산량이 매우 복잡하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 실시예의 목적은 태그의 개수를 정확하게 예측할 수 있는 리더, 상기 리더를 포함하는 태그 수 추정 시스템, 및 태그 수 추정 방법을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 리더는, 다수의 슬롯들 중에서 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 다수의 응답 신호들을 주파수 영역에서 분석하기 위한 주파수 영역 분석부; 및 상기 주파수 영역 분석부의 분석 결과에 기초하여, 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 태그의 개수를 추정하기 위한 태그 추정부를 포함하고, 상기 다수의 응답 신호들 각각은, 각각이 서로 상이한 캐리어 주파수를 갖는 다수의 파들 중 어느 하나의 파 및 태그 ID를 포함할 수 있다.
상기 리더는, 상기 다수의 슬롯들 각각의 태그 충돌 여부를 판단하기 위한 충돌 판단부를 더 포함할 수 있다.
상기 충돌 판단부는, 상기 다수의 슬롯들 중에서 상기 태그 ID를 성공적으로 획득한 적어도 하나의 슬롯에 대한 정보를 포함하는 데이터를 상기 태그 추정부로 전송하고, 상기 태그 추정부는 전송된 상기 데이터에 기초하여 상기 태그 ID를 성공적으로 획득한 상기 적어도 하나의 슬롯에는 각각 1개의 태그가 수신된 것으로 추정할 수 있다.
상기 리더는, 상기 태그 추정부에서 추정된 태그 수에 기초하여 프레임의 크 기를 설정하기 위한 프레임 설정부를 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 파들은, 기본파 및 적어도 하나의 고조파를 포함하고, 상기 다수의 파들의 개수는, 상기 태그의 응답에 주어진 주파수 대역, 또는 초기 프레임의 슬롯의 개수 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 주파수 영역 분석부는, 고속 푸리에 변환을 이용하여 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 상기 다수의 응답 신호들을 상기 주파수 영역으로 변환할 수 있다.
상기 주파수 영역 분석부는, 상기 기본파의 주파수의 2N(N은 자연수)배인 샘플링 주파수를 이용하여 변환 동작을 수행할 수 있다.
상기 태그 추정부는, 상기 주파수 영역 분석부에서 변환된 주파수 영역의 신호들에서 발생한 첨점의 개수를 산출하고, 산출된 상기 첨점의 개수에 기초하여 상기 태그의 수를 추정할 수 있다.
상기 태그 추정부는, 상기 산출된 첨점의 개수가 발생할 수 있는 확률을 최대로 하는 태그의 수를 추정할 수 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 태그 수 추정 시스템은, 다수의 슬롯들을 포함하는 리더; 및 각각이 서로 상이한 캐리어 주파수를 갖는 다수의 파들 중 어느 하나의 파를 선택하고, 태그 ID와 함께 상기 선택된 파를 상기 다수의 슬롯들 중 어느 하나의 슬롯으로 전송하기 위한 태그를 포함하고, 상기 리더는 상기 다수의 슬롯들 각각의 태그 충돌 여부를 판단하기 위한 충돌 판단부; 상기 충돌 판단부의 판단 결과에 기초하여, 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 다수의 응답 신호들을 주파수 영역에서 분석하기 위한 주파수 영역 분석부; 및 상기 주파수 영역 분석부의 분석 결과에 기초하여, 상기 태그의 수를 추정하기 위한 태그 추정부를 포함할 수 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 태그 수 추정 방법은, 다수의 파들 중 어느 하나의 파 및 태그 ID를 포함하는 적어도 하나의 응답 신호를 수신하는 단계; 수신된 상기 응답 신호에 기초하여, 다수의 슬롯들 각각의 태그 충돌 여부를 판단하는 단계; 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 다수의 응답 신호들을 주파수 변환하는 단계; 및 주파수 변환된 신호들에 기초하여 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 태그의 수를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다수의 파들 중 어느 하나의 파 및 태그 ID를 포함하는 적어도 하나의 응답 신호를 수신하는 단계는, 기본파 및 적어도 하나의 고조파 중 어느 하나의 파 및 상기 태그 ID를 포함하는 상기 적어도 하나의 응답 신호를 수신하는 단계일 수 있다.
상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 다수의 응답 신호들을 주파수 변환하는 단계는, 고속 푸리에 변환을 이용하여 상기 다수의 응답 신호들을 주파수 변환하는 단계일 수 있다.
상기 주파수 변환된 신호들에 기초하여 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 태그의 수를 추정하는 단계는, 상기 주파수 변환된 상기 신호들의 첨점의 개수를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 첨점의 개수에 기초하여 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 태그의 수를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 산출된 첨점의 개수에 기초하여 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 태그의 수를 추정하는 단계는, 상기 산출된 첨점의 개수가 발생할 수 있는 확률을 최대로 하는 태그의 수를 추정할 수 있다.
상기 수신된 상기 응답 신호에 기초하여 다수의 슬롯들 각각의 태그 충돌 여부를 판단하는 단계는, 상기 다수의 슬롯들 중에서 상기 태그 ID를 성공적으로 획득한 적어도 하나의 슬롯에는 각각 1개의 태그가 수신된 것으로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 태그 수 추정 시스템 및 그 방법을 이용하면, 태그의 개수를 매우 정확하게 추정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 태그 수 추정 시스템 및 그 방법을 이용하여 태그의 수가 추정되면, 태그와 리더 간의 전송 효율이 극대화될 수 있고 또한 태그 ID 획득에 필요한 프레임 사이즈가 효율적으로 결정될 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조해야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 리더에 포함된 다수의 슬롯들에서 발생할 수 있는 태그 간의 충 돌(collision)을 설명하기 위한 개략도이다.
RFID 시스템에서, 리더는 슬롯 알로하(Slotted Aloha) 방식을 이용하여 태그 ID를 획득할 수 있다. 예컨대, 리더는 고정된 프레임 사이즈를 갖고, 상기 프레임은 시간으로 구분된 다수의 슬롯들(... SLOT i-2, SLOT i-1, SLOT i, SLOT i+1 ...)로 나누어질 수 있다.
상기 태그는 상기 리더로부터 전송되는 신호(예컨대, 연속파 신호)에 응답하여 백스케터링 신호를 상기 리더로 재전송하고, 이때 상기 태그는 상기 리더에 포함된 다수의 슬롯들 중 임의의 슬롯을 선택하여 자신의 태그 ID를 전송할 수 있다. 만약, 하나의 슬롯에 하나의 태그 정보가 접근하면 상기 리더는 태그 ID를 성공적으로 획득할 수 있지만, 두 개 이상의 태그 정보들이 하나의 슬롯에 동시에 접근할 경우에 상기 리더는 상기 두 개 이상의 태그들 각각의 태그 ID를 성공적으로 획득할 수 없게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 리더는 다수의 슬롯들(... SLOT i-2, SLOT i-1, SLOT i, SLOT i+1 ...)을 포함하고, 각 슬롯(SLOT i-2, SLOT i-1, SLOT i, 및 SLOT i+1)에는 각 태그(tag j-1, tag j, tag j+1, 및 tag j+2)의 응답 신호가 선택적으로 수신될 수 있다.
(i-2)번째 슬롯(SLOT i-2)과 (i+1)번째 슬롯(SLOT i+1)에는 각각 하나의 태그 정보만이 전송되어 상기 리더는 성공적으로 태그 ID를 획득할 수 있지만, (i)번째 슬롯(SLOT i)에는 두 개의 태그들(tag j-1 및 tag j+1)의 정보가 동시에 전송되어 상기 리더는 상기 두 개의 태그들(tag j-1 및 tag j+1) 각각의 태그 ID를 성공 적으로 획득할 수 없게 된다.
따라서, 태그 간의 충돌이 발생한 슬롯에는 몇 개의 태그 정보가 수신되었는지를 확인할 수 없어서 태그의 수가 정확하게 예측되기 어렵다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태그 수 추정 시스템(1)의 개략적인 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 태그 수 추정 시스템(1)은, 다수의 슬롯들을 포함하는 리더(20), 및 리더(20)와 통신할 수 있는 다수의 태그들(10)을 포함할 수 있다.
이때, 리더(20)와 통신할 수 있는 태그(10)의 개수를 정확하게 추정하기 위하여, 각각의 태그(10)는 응답 신호 전송시에 다중 주파수를 갖는 파들 중에서 어느 하나의 파를 선택적으로 전송할 수 있다.
보다 구체적으로, 각각의 태그(10)는 각각이 서로 상이한 캐리어 주파수를 갖는 다수의 파들을 포함하고 있으며, 각각의 태그(10)는 상기 다수의 파들 중 어느 하나의 파를 선택하고 자신의 태그 ID 정보와 함께 상기 선택된 파를 리더(20)로 전송할 수 있다.
상기 태그(10)에 포함된 다수의 파들은 정현파(sinusoidal wave), 구형파(square wave), 삼각파(triangle wave), 톱니파(sawtooth wave), 또는 램프파(ramp wave) 등 임의의 주파수를 갖는 파들을 모두 포함할 수 있으며, 본 발명에 따른 실시예에서는 본 발명의 용이한 이해를 위하여 구형파를 예시하도록 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 리더(20)는, 충돌 판단부(21), 주파수 영역 분석부(22), 또는 태그 추정부(23)를 포함할 수 있다.
충돌 판단부(21)는 리더(20)에 포함된 각 슬롯에 태그 간의 충돌이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 충돌 판단부(21)는 특정 슬롯에서 태그 ID를 성공적으로 획득하지 못하는 경우에 태그 간의 충돌이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 충돌 판단부(21)는 특정 슬롯에서 태그 ID를 성공적으로 획득한 경우에는 태그 간의 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 충돌이 발생하지 않은 슬롯에는 하나의 태그가 접근한 것으로 판단될 수 있고, 충돌이 발생한 슬롯에는 두 개 이상의 태그들이 접근한 것으로 판단할 수 있다.
또는, 실시예에 따라, 상기 충돌 판단부(21)는, 충돌이 발생하지 않은 적어도 하나의 슬롯에 대한 정보가 포함된 데이터를 상기 태그 추정부(23)로 전송할 수 있고, 상기 태그 추정부(23)는 전송된 상기 데이터에 응답하여 상기 태그 ID를 성공적으로 획득한 상기 적어도 하나의 슬롯에는 1개의 태그가 수신된 것으로 추정할 수 있다.
상기 주파수 영역 분석부(22)는, 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 다수의 응답 신호들을 주파수 영역에서 분석할 수 있다. 보다 구체적으로, 하나의 슬롯에 동시에 다수의 태그들이 접근한 경우에 비록 태그 ID 획득은 실패하지만, 다수의 태그들로부터 전송된 응답 신호들을 주파수 영역에서 분석하면 몇 개의 태그가 슬롯으로 접근하였는지를 파악할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 주파수 영역 분석부(22)는 고속 푸리에 변환(FFT; fast fourier transform)을 이용하여 상기 응답 신호들을 주파수 영역의 신호들로 변환할 수 있다. 고속 푸리에 변환(FFT)의 구체적인 기술에 대해서는 생략하도록 한다.
상기 태그 추정부(23)는, 상기 주파수 영역 분석부(22)에서 변환된 주파수 영역의 신호들에 기초하여 리더(20)와 통신할 수 있는 태그(10)의 수를 추정할 수 있다.
보다 구체적으로, 태그 추정부(23)는 상기 주파수 영역 분석부(22)에서 변환된 주파수 영역의 신호에서 첨점(peaking point)의 개수를 산출하고, 산출된 첨점의 개수에 기초하여 태그(10)의 수를 추정할 수 있다. 산출된 첨점의 개수에 기초하여 태그(10)의 수를 추정하기 위해서는 확률 이론이 이용될 수 있으며, 이에 대해서는 도 4에서 상술하기로 한다.
상기 프레임 설정부(24)는, 상기 태그 추정부(23)에서 추정된 태그의 수에 기초하여 프레임의 크기를 설정할 수 있다. 실시예에 따라, 상술한 태그 수 추정 프로세스는 주기적으로 수행될 수 있으며, 따라서 상기 프레임 설정부(24)는 태그 ID 획득을 위한 프레임의 사이즈를 주기적으로 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 태그 ID와 함께 리더로 전송되는 다수의 파들을 예시적으로 나타낸 도면이다.
상술한 바와 같이, 태그 ID에 부가되어 전송될 수 있는 파는 정현파, 구형파, 삼각파, 톱니파, 또는 램프파 등 임의의 주파수를 갖는 파들을 모두 포함할 수 있으며, 도 3에서는 이 중에서 구형파를 예시하도록 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 다수의 파들의 개수는 실시예에 따라 상이할 수 있으며, 예컨대 상기 다수의 파들의 개수는 태그(10)의 응답에 주어진 주파수 대역, 또는 초기 프레임의 슬롯의 개수 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 도 3에서는 태그(10)가 각각이 서로 다른 주파수를 갖는 4개의 파들을 포함하는 것으로 예시하였으며, 각각의 태그(10)는 이들 중 어느 하나의 파를 선택하여 선택된 파를 태그 ID 정보와 함께 리더(20)로 전송할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 다수의 파들은 기본파(basic wave) 및 기본파 주파수(Fb)의 정수 배의 주파수를 갖는 적어도 하나의 고조파(harmonic wave)를 포함할 수 있다. 도 3은 기본파와 3개의 고조파를 예시한다.
이때, 상기 주파수 영역 분석부(22)는 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 응답 신호들에 대해서 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 주파수 변환 동작을 수행할 수 있고, 상기 고속 푸리에 변환은 2의 거듭제곱 형태로 수행될 수 있으므로 샘플링 주파수를 적절하게 선택하여야 한다.
보다 구체적으로, 주파수 영역 분석부(22)에서 사용되는 샘플링 주파수는 태그(10)에 포함된 상기 기본파 주파수(Fb)의 2N(N은 자연수)배일 수 있다.
예컨대, 도 3의 예에서 기본파 주파수(Fb)가 50KHz라고 가정할 때 가장 빠른 고조파의 주파수(Fb×4)는 200KHz이고, 나이퀴스트의 샘플링 법칙(Nyquist Sampling Theory)을 고려할 때 주파수 영역 분석부(22)에서 이용할 샘플링 주파수는 400KHz 이상이 될 수 있다. 샘플링 주파수를 800KHz로 설정할 경우에 샘플링 주파수(800KHz)는 상기 기본파의 주파수(50KHz)의 16배(= 24배)에 해당하므로 2의 거 듭제곱 조건을 만족할 수 있다.
상기 주파수 영역 분석부(22)는 상술한 방법이 적용되는 샘플링 주파수를 이용하여 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 응답 신호들을 고속 푸리에 변환할 수 있고, 변환된 결과는 주파수별 신호의 상대적 크기를 나타내는 그래프로서 도시될 수 있다. 이에 대해서는 도 4에서 보다 상술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 응답 신호들을 주파수 변환한 결과를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 도 4는 충돌이 발생한 슬롯에 수신되는 응답 신호들을 고속 푸리에 변환한 결과를 나타낸 그래프이고, x축은 주파수를, y축은 해당 주파수의 신호 크기를 각각 나타낸다. 도 4에서, y축의 신호 크기는 최대값으로 정규화(normalized)되었다.
주파수 영역 분석부(22)에 의해 도 4와 같은 그래프가 도출되면, 태그 추정부(23)는 주파수 영역에서의 첨점의 개수를 산출할 수 있다. 또한, 태그 추정부(23)는, 산출된 첨점의 개수에 기초하여 태그(10)의 수를 추정할 수 있다.
보다 구체적으로, 태그 추정부(23)는 주파수 영역의 신호들을 분석하여 특정 주파수에서의 신호 크기가 기설정된 값을 초과하면 해당 주파수의 신호 값이 첨점에 해당하는 것으로 설정할 수 있다. 도 4에서는 2개의 첨점이 산출되는 것으로 예시하였으며, 상기 첨점의 개수는 실시예에 따라 상이할 수 있다.
또한, 상기 산출된 첨점의 개수를 이용하여 확률적으로 상기 태그(10)의 개수가 추정될 수 있다. 예컨대, 몇 개의 태그(10)가 접근을 해야 산출된 첨점의 개 수가 발생할 확률이 가장 큰지를 계산하여, 가장 높은 확률을 가질 때의 태그(10)의 개수를 추정기로서 사용할 수 있다.
보다 구체적으로, 각 슬롯에서 산출된 첨점의 개수를 S(n)이라고 하고(n은 슬롯의 파라미터), 리더(20)에 포함된 전체 슬롯의 개수를 P라 하며, 주어진 첨점의 개수로부터 태그의 개수를 예측하는 함수를 Z 라고 할 때, 추정된 태그(10)의 총 개수는 다음과 같다.
Figure 112008081813407-pat00001
이때, 상기 Z 함수를 적절하게 설계하면 정확한 태그의 개수 예측이 가능해진다. 여기서, 충돌이 발생하지 않아 성공적으로 태그 ID를 획득한 슬롯에 대해서는 'Z(S(k)) = 1'(k는 자연수, 1≤k≤P)의 식을 적용시킬 수 있고, 아무런 태그 ID도 접근하지 않은 슬롯에 대해서는 'Z(S(m)) = 0'(m는 자연수, 1≤k≤P)의 식을 적용시킬 수 있다.
또한, 충돌이 발생한 슬롯에 대해서는 상기의 Z 함수를 이용하여 슬롯에 접근한 태그의 개수를 예측할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 실시예에서는 다음과 같은 Z 함수를 제공할 수 있다.
Figure 112008081813407-pat00002
Figure 112008081813407-pat00003
Figure 112008081813407-pat00004
여기서, T는 태그(10)에 부가되는 상기 다수의 파들의 개수이며, 변수 z에 따라 상기의 확률을 계산할 경우에 해당 S(n)을 발생시키는 가장 높은 z 값이 산출될 수 있다. 예컨대, 태그(10)에 포함된 다수의 파들의 개수(T)가 결정되면, 산출된 첨점의 개수(S(n))에 대응하는 Z 함수의 값이 미리 도출될 수 있으며, 따라서 데이터 전송시마다 상술한 과정을 반복할 필요가 없다.
도 5a 및 도 5b는 산출된 첨점의 개수(S(n))에 대응하여 추정되는 태그의 수(Z(S(n))를 확률적으로 계산하여 예시한 도표이다.
도 2 내지 도 5a, 및 도 5b를 참조하면, 도 5a는 태그(10)에 포함된 다수의 파들의 개수(T)가 4인 경우이고, 도 5b는 태그(10)에 포함된 다수의 파들의 개 수(T)가 8인 경우를 예시한다.
따라서, 리더(20)는, 리더(20)에 포함된 각각의 슬롯 중에서 충돌이 발생한 적어도 하나의 슬롯에 수신되는 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하고 변환된 신호에서 첨점의 개수를 산출한 후에, 도 5a 또는 도 5b와 같은 테이블을 이용하여 태그의 수를 추정할 수 있다.
즉, 리더(20)에 포함된 태그 추정부(23)는, 충돌이 발생하지 않은 슬롯에 대해서는 하나의 태그가 접근한 것으로 추정하고 충돌이 발생한 슬롯에 대해서는 상술한 수학적 확률 이론을 적용하여 접근된 태그의 개수를 추정함으로써, 리더(20)와 통신할 수 있는 전체의 태그 개수를 정확하게 추정할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 종래의 방식에 의한 태그의 개수 추정과 본 발명의 실시예에 따른 태그 수 추정 방법에 의한 태그의 개수 추정을 비교한 그래프이다.
도 2 내지 도 6a 및 도 6b를 참고하면, 도 6a는 태그에 포함된 다수의 파들의 개수(T)가 4인 경우이고, 도 5b는 태그(10)에 포함된 다수의 파들의 개수(T)가 8인 경우를 예시한다.
또한, 도 6a 또는 도 6b에서 가로 축은 총 태그의 개수를 나타내고 세로 축은 추정 오차의 제곱을 나타내며, 리더(20)에 32개의 슬롯이 포함된 경우를 예시한다. 좌측 상단의 그래프는 적은 수의 태그 영역에 해당하는 부분을 보다 확대한 그래프이다.
도 6a 또는 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 방법을 적용하여 태그(10)의 수를 추정할 경우에 종래의 방법에 비해 정확도가 매우 높음을 알 수 있다.
또한, 태그(10)에 포함된 다수의 파들의 개수(T)가 증가하거나 또는 전체 태그(10)의 수가 증가할수록 정확도는 더욱 높아질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 시스템 또는 방법을 이용하여 태그의 수가 정확하게 추정되면 리더(20)의 프레임 사이즈가 태그(10)의 개수에 적합하도록 조절될 수 있으며, 그 결과 태그(10)와 리더(20) 간의 효율적인 통신이 가능하고 태그(10)의 인식 확률이 최대화될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 슬롯에 발생하는 태그의 충돌을 설명하기 위한 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태그 수 추정 시스템의 개략적인 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 태그의 ID에 부가되어 전송되는 다수의 파들을 예시적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라, 수신된 응답 신호들을 주파수 변환한 결과를 예시적으로 나타낸 그래프.
도 5a 및 도 5b는 산출된 첨점의 개수에 대응하여 추정되는 태그의 수를 확률적으로 계산하여 예시한 도표.
도 6a 및 도 6b는 종래의 방식에 의한 태그의 개수 추정과 본 발명의 실시예에 따른 태그 수 추정 방법에 의한 태그의 개수 추정을 비교한 그래프.

Claims (16)

  1. 다수의 슬롯들 중에서 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 다수의 응답 신호들을 주파수 영역에서 분석하기 위한 주파수 영역 분석부; 및
    상기 주파수 영역 분석부의 분석 결과에 기초하여, 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 태그의 개수를 추정하기 위한 태그 추정부를 포함하고,
    상기 다수의 응답 신호들 각각은,
    각각이 서로 상이한 캐리어 주파수를 갖는 다수의 파들 중에서 어느 하나의 파 및 태그 ID를 포함하는 리더.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리더는,
    상기 다수의 슬롯들 각각의 태그 충돌 여부를 판단하기 위한 충돌 판단부를 더 포함하는 리더.
  3. 제2항에 있어서, 상기 충돌 판단부는,
    상기 다수의 슬롯들 중에서 상기 태그 ID를 성공적으로 획득한 적어도 하나의 슬롯에 대한 정보를 포함하는 데이터를 상기 태그 추정부로 전송하고,
    상기 태그 추정부는, 전송된 상기 데이터에 기초하여 상기 태그 ID를 성공적으로 획득한 상기 적어도 하나의 슬롯에는 각각 1개의 태그가 수신된 것으로 추정하는 리더.
  4. 제3항에 있어서, 상기 리더는,
    상기 태그 추정부에서 추정된 태그 수에 기초하여 프레임의 크기를 설정하기 위한 프레임 설정부를 더 포함하는 리더.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 파들은, 기본파 및 적어도 하나의 고조파를 포함하고,
    상기 다수의 파들의 개수는, 상기 태그의 응답에 주어진 주파수 대역, 또는 초기 프레임의 슬롯의 개수 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 리더.
  6. 제5항에 있어서, 상기 주파수 영역 분석부는,
    고속 푸리에 변환을 이용하여 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 상기 다수의 응답 신호들을 상기 주파수 영역으로 변환하는 리더.
  7. 제6항에 있어서, 상기 주파수 영역 분석부는,
    상기 기본파의 주파수의 2N(N은 자연수)배인 샘플링 주파수를 이용하여 변환 동작을 수행하는 리더.
  8. 제6항에 있어서, 상기 태그 추정부는,
    상기 주파수 영역 분석부에서 변환된 주파수 영역의 신호들에서 발생한 첨점의 개수를 산출하고, 산출된 상기 첨점의 개수에 기초하여 상기 태그의 수를 추정하는 리더.
  9. 제8항에 있어서, 상기 태그 추정부는,
    상기 산출된 첨점(peaking point)의 개수가 발생할 수 있는 확률을 최대로 하는 태그의 수를 추정하는 리더.
  10. 다수의 슬롯들을 포함하는 리더; 및
    각각이 서로 상이한 캐리어 주파수를 갖는 다수의 파들 중에서 어느 하나의 파를 선택하고, 태그 ID와 함께 상기 선택된 파를 상기 다수의 슬롯들 중에서 어느 하나의 슬롯으로 전송하기 위한 태그를 포함하고,
    상기 리더는,
    상기 다수의 슬롯들 각각의 태그 충돌 여부를 판단하기 위한 충돌 판단부;
    상기 충돌 판단부의 판단 결과에 기초하여, 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 다수의 응답 신호들을 주파수 영역에서 분석하기 위한 주파수 영역 분석부; 및
    상기 주파수 영역 분석부의 분석 결과에 기초하여, 태그의 수를 추정하기 위한 태그 추정부를 포함하는 태그 수 추정 시스템.
  11. 다수의 파들 중 어느 하나의 파 및 태그 ID를 포함하는 적어도 하나의 응답 신호를 수신하는 단계;
    수신된 상기 응답 신호에 기초하여, 다수의 슬롯들 각각의 태그 충돌 여부를 판단하는 단계;
    충돌이 발생한 슬롯에 수신된 다수의 응답 신호들을 주파수 변환하는 단계; 및
    주파수 변환된 신호들에 기초하여 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 태그의 수를 추정하는 단계를 포함하는 태그 수 추정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 다수의 파들 중 어느 하나의 파 및 태그 ID를 포함하는 적어도 하나의 응답 신호를 수신하는 단계는,
    기본파 및 적어도 하나의 고조파 중에서 어느 하나의 파 및 상기 태그 ID를 포함하는 상기 적어도 하나의 응답 신호를 수신하는 단계인 태그 수 추정 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 다수의 응답 신호들을 주파수 변환하는 단계는,
    고속 푸리에 변환을 이용하여 상기 다수의 응답 신호들을 주파수 변환하는 단계인 태그 수 추정 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 주파수 변환된 신호들에 기초하여 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 태그의 수를 추정하는 단계는,
    상기 주파수 변환된 상기 신호들의 첨점의 개수를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 첨점의 개수에 기초하여 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 태그의 수를 추정하는 단계를 포함하는 태그 수 추정 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 산출된 첨점의 개수에 기초하여 상기 충돌이 발생한 슬롯에 수신된 태그의 수를 추정하는 단계는,
    상기 산출된 첨점(peaking point)의 개수가 발생할 수 있는 확률을 최대로 하는 태그의 수를 추정하는 단계인 태그 수 추정 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 수신된 상기 응답 신호에 기초하여 다수의 슬롯들 각각의 태그 충돌 여부를 판단하는 단계는,
    상기 다수의 슬롯들 중에서 상기 태그 ID를 성공적으로 획득한 적어도 하나의 슬롯에는 각각 1개의 태그가 수신된 것으로 추정하는 단계를 포함하는 태그 수 추정 방법.
KR1020080118655A 2008-11-27 2008-11-27 리더, 상기 리더를 포함하는 태그 수 추정 시스템, 및 태그수 추정 방법 KR101019129B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080118655A KR101019129B1 (ko) 2008-11-27 2008-11-27 리더, 상기 리더를 포함하는 태그 수 추정 시스템, 및 태그수 추정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080118655A KR101019129B1 (ko) 2008-11-27 2008-11-27 리더, 상기 리더를 포함하는 태그 수 추정 시스템, 및 태그수 추정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100060169A KR20100060169A (ko) 2010-06-07
KR101019129B1 true KR101019129B1 (ko) 2011-03-07

Family

ID=42361119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080118655A KR101019129B1 (ko) 2008-11-27 2008-11-27 리더, 상기 리더를 포함하는 태그 수 추정 시스템, 및 태그수 추정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101019129B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100717877B1 (ko) 2005-11-03 2007-05-14 한국전자통신연구원 슬롯 알로하 기반 알에프아이디 시스템에서의 태그 개수추정방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100717877B1 (ko) 2005-11-03 2007-05-14 한국전자통신연구원 슬롯 알로하 기반 알에프아이디 시스템에서의 태그 개수추정방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100060169A (ko) 2010-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1914660B1 (en) Query tree based tag identification method in RFID systems
KR101108621B1 (ko) 객체 추적 장치 및 그 방법 및 센서의 위치 지정 방법
KR101589526B1 (ko) 다중 패킷 수신이 가능한 rfid 시스템의 태그 충돌 방지 방법 및 태그 인식 장치, 및 시스템
CN101162505B (zh) 分析影响rfid通信装置的操作的信号环境的方法和装置
JP5171943B2 (ja) Ｒｆｉｄシステムにおけるタグ衝突防止のための最適のフレームサイズを決定する方法
WO2013077961A1 (en) Method and apparatus for determining a location of an item attached to a radio frequency identification tag
JP2008153715A (ja) タグ通信装置、タグ通信方法、およびタグ通信システム
CN101344908B (zh) Rfid系统识别电子标签的方法及一种rfid系统
US20080079544A1 (en) Estimation of the cardinality of a set of wireless devices
CN104680104A (zh) 一种动态高效的rfid标签识别机制
KR101019129B1 (ko) 리더, 상기 리더를 포함하는 태그 수 추정 시스템, 및 태그수 추정 방법
Liu et al. ALOHA algorithm considering the slot duration difference in RFID system
Wang et al. On object identification reliability using RFID
Šolić et al. Linearized Combinatorial Model for optimal frame selection in Gen2 RFID system
Duan et al. A feasible segment-by-segment ALOHA algorithm for RFID systems
CN116866826A (zh) 一种超高频无源rfid标签一维移动方向估计方法、系统、装置及介质
KR101934144B1 (ko) 복수의 비트로 표현된 충돌 정보를 이용한 rfid 태그의 개수 추정 방법
KR101385638B1 (ko) 캡쳐 효과를 고려한 ｄｆｓａ 기반 알에프아이디 태그 인식 방법 및 그 장치
Agrawal et al. A novel-Q DFSA algorithm for passive RFID system
Pupunwiwat et al. Dynamic framed-slot ALOHA anti-collision using precise tag estimation scheme
Li et al. Anti-collision issue analysis in Gen2 protocol
Tong et al. Modeling the anti-collision process of RFID system by markov chain
JP6192109B2 (ja) 無線タグを付帯した対象物同士の遠近関係を推定する携帯端末、プログラム、方法及びシステム
CN111366895B (zh) 一种定位系统
CN106250794A (zh) 一种超高频射频识别系统中多标签防碰撞算法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140127

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee