등록특허 (51) Int. Cl. (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) H04L 12/28 ( ) H04B 7/26 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2007 년 1

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철민 애
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1 (51) Int. Cl. (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) H04L 12/28 ( ) H04B 7/26 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2007 년 12 월 11 일 심사청구일자 2007 년 12 월 11 일 (65) 공개번호 (43) 공개일자 2009 년 05 월 20 일 (30) 우선권주장 년 11 월 15 일대한민국 (KR) (56) 선행기술조사문헌 논문 : 전자공학회 KR B1 (45) 공고일자 2009년06월24일 (11) 등록번호 (24) 등록일자 2009년06월12일 (73) 특허권자 한국전자통신연구원 대전유성구가정동 161 번지 (72) 발명자 권성호 대전유성구도룡동 번지과기원교수아파트 2 동 503 호 모희숙 대전유성구반석동반석마을 6 단지 604 동 304 호 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 유미특허법인 전체청구항수 : 총 10 항심사관 : 김현수 (54) 밀집리더환경에서리더기간의충돌을방지하는채널접속방법및이를구현하는리더기 (57) 요약 본발명은밀집리더환경에서리더기간의충돌을방지하는채널접속방법및이를구현하는리더기에관한것이다. 본발명에따르면, 채널수이상의복수의리더기가존재하는밀집리더환경에서리더기가태그와통신하기위한채널을선택한다. 이때, 선택한채널이사용중인경우, 밀집리더환경의리더기의수에따른채널의수를비교하여예측한리더밀집도에따라다른채널로의호핑확률을동적으로계산한다. 그리고호핑확률에따라채널호핑을수행한다. 한편, 선택한채널이유휴하거나또는채널호핑이수행된경우, 복수의리더기각각의채널사용정도에따른채널이용률을고려한랜덤백오프를수행하여획득한채널에접속하여태그와통신을수행한다. 이와같이, 리더기의밀도및채널의이용률을고려하여최적의채널호핑확률과백오프윈도우의크기를동적으로계산하므로리더기간의충돌을효과적으로줄일수있다. 대표도 - 도 3-1 -

2 (72) 발명자이동한대전유성구하기동송림마을 306동 1003호배지훈대전유성구송강동 10-3 송강마을 202동 1406호이채우서울강남구개포동경남아파트 8동 1001호옥치영경기수원시영통구원천동 B02호 최진철 경기수원시권선구곡반정동 호 최길영 대전유성구노은동열매마을아파트 803 동 1301 호 표철식 대전광역시서구만년동강변아파트 109 동 701 호 채종석 대전광역시유성구도룡동 391 타운하우스 11 동 201 호 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 2006-S 부처명 정보통신부및정보통신연구진흥원 연구사업명 IT성장동력기술개발 연구과제명 RFID 시스템고도화기술개발 주관기관 한국전자통신연구원 연구기간 ~

3 특허청구의범위청구항 1 채널수이상의복수의리더기가존재하는밀집리더환경에서리더기가태그와통신하기위한채널에접속하는방법에있어서, 상기리더기가상기태그와통신하기위한채널을선택하여상기채널의유휴여부를판단하는단계 ; 상기채널이사용중인경우, 상기밀집리더환경의리더기의수에따른채널의수를비교하여예측한리더밀집도에따라산출한다른채널로의호핑확률에따라채널호핑을수행하는단계 ; 상기채널이유휴한경우또는상기채널호핑이수행된경우, 상기복수의리더기각각의채널사용정도에따른채널이용률을고려하여랜덤백오프를수행하는단계 ; 및상기랜덤백오프를통해획득한채널에접속하여상기태그와통신을수행하는단계를포함하는채널접속방법. 청구항 2 제1항에있어서, 상기채널호핑을수행하는단계는, 상기밀집리더환경에서채널점유를위한경쟁에서성공할확률과상기채널이용률을이용하여상기호핑확률을계산하는단계 ; 상기호핑확률이기설정된기준치를초과하는경우, 동일채널에서리더기간의경쟁률이낮은것으로판단하여다른채널로의호핑을수행하는단계 ; 및상기호핑확률이기설정된기준치이하인경우, 동일채널에서리더기간의경쟁률이높은것으로판단하여상기리더기가선택한채널에서대기하는단계를포함하는채널접속방법. 청구항 3 제2항에있어서, 상기호핑확률을계산하는단계는, 상기리더기가다른리더기와의백오프경쟁에서채널점유에실패할확률을산출하는단계 ; 상기밀집리더환경에서상기복수의리더기각각의채널사용정도를모니터링하여채널이용률을산출하는단계 ; 산출한상기실패할확률및상기채널이용률을이용하여타채널로호핑할확률을계산하는단계를포함하는채널접속방법. 청구항 4 제1항내지제3항중어느한항에있어서, 상기랜덤백오프를수행하는단계는, 기설정된백오프윈도우의최대값, 최소값및상기채널이용률에기초하여라운드운산을수행하여백오프를위한경쟁윈도우의크기를계산하는단계 ; 상기백오프를위한경쟁윈도우의크기를이용하여랜덤백오프를수행하는단계 ; 및상기경쟁윈도우의크기가인접한다른리더기들의상기경쟁윈도우의크기보다상대적으로작은경우채널을점유하는단계 - 3 -

4 를포함하는채널접속방법. 청구항 5 제4항에있어서, 상기판단하는단계는, 상기밀집리더환경의채널에대해인덱스시퀀스를생성하여상기인덱스시퀀스를이용하여순서대로채널을선택하는채널접속방법. 청구항 6 채널수이상의복수의리더기가존재하는밀집리더환경에서태그와통신하기위한채널에접속하는리더기에있어서, 상기태그와통신하기위한채널을선택하는채널선택부 ; 상기채널선택부가선택한채널이사용중인경우리더밀집도-여기서리더밀집도는상기밀집리더환경의리더기의수에따른채널의수를비교하여예측됨-에따라산출한다른채널로의호핑확률에따라채널호핑을수행하고, 상기채널이유휴한경우또는상기채널호핑이수행된경우상기밀집리더환경의리더기각각의채널사용정도에따른채널이용률을고려하여랜덤백오프를수행하는채널운용제어부 ; 및상기랜덤백오프를통해획득한채널에접속하여상기태그와통신을수행하는통신부를포함하는리더기. 청구항 7 제6항에있어서, 상기채널운용제어부는, 상기밀집리더환경에서채널점유를위한경쟁에서성공할확률과상기채널이용률을이용하여계산한호핑확률이기설정된기준치를초과하는경우동일채널에서리더기간의경쟁률이낮은것으로판단하여다른채널로의호핑을수행하고, 상기호핑확률이기설정된기준치이하인경우동일채널에서리더기간의경쟁률이높은것으로판단하여상기채널선택부가선택한채널에서대기하는리더기. 청구항 8 제7항에있어서, 상기채널운용제어부는, 리더기간의백오프경쟁에서채널점유에실패할확률및상기리더기각각의채널사용정도를모니터링하여산출한채널이용률을이용하여타채널로호핑할확률을계산하는리더기. 청구항 9 제6항에있어서, 상기채널운용제어부는, 기설정된백오프윈도우의최대값, 최소값및상기채널이용률에기초하여라운드운산을수행하여계산한백오프를위한경쟁윈도우의크기를이용하여랜덤백오프를수행하고, 상기경쟁윈도우의크기가인접한다른리더기들의상기경쟁윈도우의크기보다상대적으로작은경우상기채널선택부가선택한채널을점유하는리더기. 청구항 10 제6항내지제9항중어느한항에있어서, 상기채널선택부는, - 4 -

5 상기밀집리더환경의복수의채널에대해인덱스시퀀스를생성하여상기인덱스시퀀스를이용하여순서대로 채널을선택하는리더기. 명세서 발명의상세한설명 <1> <2> 기술분야본발명은밀집리더환경에서리더기간의충돌을방지하는채널접속방법및이를구현하는리더기에관한것이다. 특히본발명은채널의수이상의무선주파수인식 (Radio Frequency Identification, 이하 'RFID' 라기술함 ) 리더기가존재하는밀집리더환경에서인접한리더기가동시에같은주파수를사용하여태그와통신하려할때발생하는리더기간의충돌을방지하는방법및이를구현하는리더기에관한것이다. 본발명은정보통신부및정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의일환으로수행한연구로부터도출된것이다 [ 과제관리번호 : 2006-S , 과제명 : RFID 시스템고도화기술개발 ]. <3> <4> <5> <6> <7> <8> <9> <10> <11> <12> 배경기술국내에서는 MHz의 5.5MHz의주파수대역에서한채널당 200KHz의채널대역폭을선정하고있으며, 유럽의 LBT(Listen Before Talk, 이하 'LBT' 라기술함 ) 와미국의 FH(Frequency Hopping) 방식을병행하여사용하고있다. 여기서, LBT 방식은선택된주파수가다른리더기에의해서사용되고있는지여부를먼저파악하고, 그주파수채널이점유가되어있다고판단될경우에는다른주파수채널을선택하는방식이다. 이는채널사용여부를먼저판단하는 CSMA(Carrier Sensing Multiple Access, 이하 'CSMA' 라기술함 ) 기반의방식이다. CSMA 방식은스테이션 (Station) 이보낼데이터가있을경우, 이용하려는채널을감지하여채널사용여부를확인하는기법이다. 즉, 이용하려는채널이유휴 (Idle) 라고판단될경우해당채널을사용하여데이터를전송하고, 채널이사용중 (Busy) 이라고판단될경우에는임의의시간후에다시채널을감지하는과정을반복한다. CSMA 방식은채널을접근하는방식에따라크게 'non-persistent', '1-persistent', 'p-persistent' 방식으로나뉘게된다. 'non-persistent', '1-persistent', 'p-persistent' 방식은이용하려는채널을감지하여채널이유휴라고판단될경우, 해당채널을사용하여즉시데이터를전송하는점에서는동일하다. 그러나채널이사용중이라고판단할경우, 채널을접근하는방식에차이점을가진다. 'non-persistent' 방식은채널이사용중이라고판단할경우랜덤시간 (Random Time) 동안기다렸다가다시채널사용여부를확인하는방식이다. '1-persistent' 방식은채널이사용중이라고판단할경우에는채널이유휴할때까지해당채널을계속해서모니터링하며, 채널이유휴하면즉시데이터를전송한다. 이경우동일채널을둘이상의스테이션이모니터링하고있을경우에는충돌이발생하는단점을가지고있다. 'p-persistent' 방식은채널이사용중이라고판단할경우에는채널이유휴할때까지해당채널을계속해서모니터링한다는점에서는동일하지만, 채널이유휴하면각스테이션은 p의확률 (0 p 1) 로해당채널을사용여부를결정한다. 그러나모든스테이션이해당채널을이용할수없을경우에는일정단위의지연을경험하고다시 p의확률로해당채널의사용여부를결정한다. 일반적으로단위시간은해당채널을모니터링하는스테이션들의최대전파지연 (Maximum Propagation Delay) 시간이사용된다. 'p-persistent' 방식은둘이상의스테이션이모니터링하고있을경우에발생하는충돌확률을크게낮출수있다. 그런데, 국내무선설비기술기준에서 LBT 방식을사용하는 RFID 시스템은채널이사용중이라고판단할때, 해당채널을계속해서모니터링할것인지또는채널을변경하여모니터링할것인지에대한구체적인방법을정의하고있지않다. 그리고 LBT를통하여하나의채널이유휴할때까지계속해서기다렸다가경쟁을통해채널을사용하는방식은 - 5 -

6 스테이션이동일채널을선택하는비율에따라효율이좌우된다. 즉스테이션들이서로다른채널을골고루선 택할경우채널이용효율이높지만, 동일채널을선택하는비율이높은경우에는채널이용효율이낮아지게 된다. <13> <14> <15> 이와같은방식은하나의컨트롤러가각스테이션에게채널사용여부를결정해주는중앙제어 (Centralized Control) 방식에적합하지만, 스테이션들이각자채널을선택하는분산제어방식 (Distributed Control) 에서는부적합하다는단점이있다. 또한, LBT를통하여채널이사용중이라고판단할경우무조건랜덤하게타채널을선정하여호핑하는방식은호핑으로인한오버헤드를고려했을때효율적이라고할수없다. 또한, 스테이션간충돌확률을줄이기위해랜덤백오프를사용하는데, 이때랜덤백오프는경쟁윈도우의크기에의해성능이좌우된다. 경쟁윈도우의크기가클경우충돌확률은줄어들지만, 비어있는슬롯들에의해오버헤드가크고반대의경우빈슬롯에의한오버헤드는적지만충돌확률이늘어난다. 따라서, 스테이션의수등에의한가변적인경쟁윈도우크기조절이필요하다. 발명의내용 <16> 해결하고자하는과제본발명이이루고자하는기술적과제는밀집리더환경에서채널의리더기밀집도에따라채널의호핑확률과백오프윈도우의크기를동적으로변화시켜리더기간의충돌을방지하는채널접속방법및이를구현하는리더기를제공하는것이다. <17> <18> <19> <20> 과제해결수단상기본발명의기술적과제를달성하기위한본발명의특징인채널접속방법은, 채널수이상의복수의리더기가존재하는밀집리더환경에서리더기가태그와통신하기위한채널에접속하는방법에있어서, 상기리더기가상기태그와통신하기위한채널을선택하여상기채널의유휴여부를판단하는단계 ; 상기채널이사용중인경우, 상기밀집리더환경의리더기의수에따른채널의수를비교하여예측한리더밀집도에따라산출한다른채널로의호핑확률에따라채널호핑을수행하는단계 ; 상기채널이유휴한경우또는상기채널호핑이수행된경우, 상기복수의리더기각각의채널사용정도에따른채널이용률을고려하여랜덤백오프를수행하는단계 ; 및상기랜덤백오프를통해획득한채널에접속하여상기태그와통신을수행하는단계를포함한다. 상기본발명의기술적과제를달성하기위한본발명의특징인리더기는, 채널수이상의복수의리더기가존재하는밀집리더환경에서태그와통신하기위한채널에접속하는리더기에있어서, 상기태그와통신하기위한채널을선택하는채널선택부 ; 상기채널선택부가선택한채널이사용중인경우리더밀집도-여기서리더밀집도는상기밀집리더환경의리더기의수에따른채널의수를비교하여예측됨-에따라산출한다른채널로의호핑확률에따라채널호핑을수행하고, 상기채널이유휴한경우또는상기채널호핑이수행된경우상기밀집리더환경의리더기각각의채널사용정도에따른채널이용률을고려하여랜덤백오프를수행하는채널운용제어부 ; 및상기랜덤백오프를통해획득한채널에접속하여상기태그와통신을수행하는통신부를포함한다. <21> <22> <23> 효과본발명에따르면, 밀집리더환경에서채널의호핑확률과백오프윈도우크기를채널의리더밀도에따라동적으로변화시켜리더밀도가높은경우에도비어있는채널을빠르게검색하여대기시간을줄이고리더간충돌을줄여높은처리율을나타낼수있다. 또한, 부가적으로채널을호핑하는순서를사전에정해주어불필요한호핑으로인한오버헤드를줄일수있다. 또한, 종래에명확하게정의되어있지않은 LBT를사용하는방식을구체적인동작기법으로정의하여밀집리더환경에적용할수있는효율적인리더충돌방지기법을제공한다. 발명의실시를위한구체적인내용 - 6 -

7 <24> <25> <26> <27> 아래에서는첨부한도면을참고로하여본발명의실시예에대하여본발명이속하는기술분야에서통상의지식을가진자가용이하게실시할수있도록상세히설명한다. 그러나본발명은여러가지상이한형태로구현될수있으며여기에서설명하는실시예에한정되지않는다. 그리고도면에서본발명을명확하게설명하기위해서설명과관계없는부분은생략하였으며, 명세서전체를통하여유사한부분에대해서는유사한도면부호를붙였다. 명세서전체에서, 어떤부분이어떤구성요소를 " 포함 " 한다고할때, 이는특별히반대되는기재가없는한다른구성요소를제외하는것이아니라다른구성요소를더포함할수있는것을의미한다. 또한, 명세서에기재된 " 부 ", " 모듈 " 등의용어는적어도하나의기능이나동작을처리하는단위를의미하며, 이는하드웨어나소프트웨어또는하드웨어및소프트웨어의결합으로구현될수있다. 이제, 본발명의실시예에따른밀집리더환경에서리더기간의충돌을방지하는채널접속방법및이를구현하는리더기에대하여도면을참고로하여상세하게설명한다. 도 1은본발명의실시예에따른밀집리더환경에서리더기간의충돌을설명하기위한도면이다. <28> 도 1 에보인바와같이, 밀집리더환경에서리더기간의충돌은두개이상의리더기 (200 1, ) 가간섭범위 내에있는같은태그 (100 1 ) 를읽으려할때발생한다. <29> <30> <31> <32> <33> <34> 여기서, 밀집리더 (Dense Reader) 환경은 RFID 신호가존재하는영역에서신호범위내에채널의수이상의리더가존재할경우를말한다. 본발명의실시예에서는 CSMA(Carrier Sensing Multiple Access, 이하 'CSMA' 라기술함 ) 기반의 LBT(Listen Before Talk, 이하 'LBT' 라기술함 ) 방식에랜덤백오프기법을적용하여밀집리더환경에서발생하는리더충돌확률을낮춘다. 여기서, 랜덤백오프방식은채널감지후채널에동시접속으로인해충돌이발생하는것을막기위한방식이다. 채널감지이후에경쟁윈도우크기내에서랜덤하게선택된슬롯값만큼대기한후에전송을시도하는방식이다. 즉제일앞선슬롯을선택하는스테이션이채널을선점하는방식이다. 경쟁에서실패한스테이션은다음경쟁상황에서줄어든만큼의슬롯순위를사용함으로써다른스테이션에비해우선순위를가질수있다. 그러면, 도 1에보인바와같은밀집리더환경에서리더기간의충돌확률을줄이기위한채널접속방법을이하에서상세히살펴보기로한다. 도 2는본발명의실시예에따른리더기의구성을나타낸블록도이다. 도 2에보인바와같이, 리더기 (200 1, ) 는채널선택부 (220), 통신채널검출부 (240), 채널운용제어부 (260) 및통신부 (280) 를포함한다. <35> 채널선택부 (220) 는리더기 (200 1, ) 와태그 (100 1 ) 의통신에사용할채널을선택한다. 이때, 채널선택방식 은랜덤방식과시퀀스랜덤방식에따를수있다. 여기서, 채널을랜덤하게선택할경우동일한사용중인채널을재차확인하게되는비효율적인문제가발생할수있으므로, 시퀀스랜덤방식이바람직하게사용될수있다. 시퀀스랜덤방식은현재채널이외의모든채널에대해인덱스시퀀스를생성하여생성된인덱스시퀀스를이용하여순서대로채널을검색하는방식이다. 이렇게하면모든채널을한번씩만검색하게된다. 이때, 순서는랜덤하게정해진다. <36> 통신채널검출부 (240) 는인접한리더기 (200 1, ) 와태그 (100 1 ) 간의통신중인주파수채널을감지한다. 즉 채널의 RSSI(Received Signal Strength Indication, 수신신호강도 ) 를입력받는다. <37> <38> 채널운용제어부 (260) 는통신채널검출부 (240) 가감지한채널의유휴여부를판단하고, 유휴여부에따라타채널로호핑하는최적의확률을구하고백오프윈도우크기를동적으로설정한다. 즉채널이사용중인경우타채널로의호핑확률을계산하여타채널로호핑여부를결정한다. 그리고채널이유휴한경우랜덤백오프를계산하여랜덤백오프를통해채널을점유한다. 통신부 (280) 는채널운용제어부 (260) 의호핑여부결정및랜덤백오프과정에따라결정된채널을통하여신호를태그 (100 1 ) 로송신한다

8 <39> 도 2 의구성을토대로태그 ( 도 1 의 ) 와통신할채널에접속하는방법에대해도 3 및도 4 를통해살펴보기 로한다. <40> <41> 도 3 은본발명의실시예에따른리더기의채널접속방법을나타낸순서도이고, 도 4 는본발명의실시예에따 른리더기의채널호핑방법을나타낸순서도이다. 도 3 에보인바와같이, 리더기 ( 도 1, 도 2 의 200 1, ) 는태그 ( 도 1 의 ) 와의통신을위해채널을선택한 다 (S100). 이때, 채널선택은기설정된순서대로즉시퀀스랜덤방식에따를수있다. 이렇게하면, 채널을 검색할때채널의이용률이높을경우비어있는채널을찾기위해채널검색이여러번발생하더라도사용중인 동일한채널을선택하지않을수있다. <42> <43> <44> <45> <46> <47> S100 단계에서선택한채널을감지 (S200) 하여채널의사용여부를판단한다 (S300). 이때, 채널이사용중 (busy) 인경우타채널로호핑할확률을계산한다 (S400). 여기서, 채널의호핑확률은현환경의리더밀집도를예측하고채널이사용중인경우예측된결과에따라확률적으로호핑할수있기위한것이다. 따라서, 확률계산시채널의리더밀도 ( 리더의수 / 채널의수 ) 에따른특징이중요하게작용한다. 채널의리더밀도가 '1' 이하일경우이러한환경을스파스 (Sparse) 모드라고하는데, 같은채널에서다른리더기와의경쟁이많이이루어지지않는다. 따라서 LBT 이후에백오프경쟁에의해채널을점유하게될확률이크며, 채널점유에실패하게되더라도타채널이비어있을확률이크다. 이경우에는같은채널에대기하는것보다타채널로호핑하는것이유리하므로호핑확률을높게설정하는것이좋다. 반면, 채널의리더밀도가 '1' 이상일경우이러한환경을덴스 (Dense) 모드라고하는데, 다른리더기와의채널점유경쟁이많이발생할수있다. LBT 이후에백오프경쟁에서는채널점유의성공률이비교적낮으며, 타채널로호핑하더라도비어있는채널이존재할가능성이낮다. 따라서같은채널에대기하는것이타채널로호핑하는것보다유리할수있으므로이경우에는호핑확률을낮게설정하는것이좋다. 이와같이, 채널의리더밀도에따라타채널로의호핑확률을동적으로계산한다. 호핑확률을계산하는구체적인과정은도 4에보인바와같다. 먼저, 리더환경의밀도를측정하기위해백오프경쟁에서의성공률과채널의이용률을예측하여확률계산의파라미터로사용한다. <48> 첫번째파라미터로리더기가채널에서백오프중다른리더기와의경쟁에서지게될확률 ( Loss Probability) 을정의한다., Contention 수학식 1 <49> <50> <51> 수학식 1 은지수평균 (Exponential Averaging) 방식을사용하고있는데, 이는최근값에일정한가중치를두어 이전값에더해가는방식이다. 이러한방식은단순한산술평균보다리더의수나데이터전송량이변화하는모바일환경에적응력을보일수 있다. 수학식 1 에서 'i' 는리더의 ID 를, 'n' 은계산횟수를의미한다. 또한, 는경쟁에의해얻어지는 현재값을의미하며경쟁에서이기면 '0', 지게되면 '1' 값을가지게된다. 결과적으로 쟁에서지게될확률을나타낸다. 는리더간의경 <52> 두번째파라미터로각리더의채널사용정도를모니터링하여계산된채널이용률 ( 의한다., Utilization) 을정 - 8 -

9 수학식 2 <53> <54> 마찬가지로모바일환경에적응력을보일수있도록지수평균방식을사용한다. 는리더가일정시간 ( 예를 들어, 5 초 ) 간격으로측정한채널의이용률이다. 리더기는항상자신이속해있는채널을모니터링하여 를 얻어내며, 이를이용하여를계산할수있다. 는채널이얼마만큼사용되고있는지를나타내는것으 로리더환경의밀도가증가할수록높은값을보이게된다. <55> 이때, 호핑확률 ( 타채널로호핑하게될확률을의미한다., Hopping Probability) 은현재채널이사용중인경우, 비어있는채널을찾기위해 <56> 를아래수학식 3 과같이정의한다. 수학식 3 <57> <58> 호핑확률 ( ) 은두파라미터즉와가클수록작게설정하는것이비어있는채널을호핑하 기가유리함은 S400 단계에관한설명에서이미설명한바다. 또한, 두파라미터모두채널의밀도를대변할수 있다. 따라서, 와가증가함에따라는감소하게된다. <59> <60> <61> <62> <63> 한편, 이상기술한바와같이타채널로호핑할확률을계산하면, 그확률에따라채널호핑여부를결정한다 (S109). S109 단계에서채널호핑을결정한경우 S101 단계로회귀하여다른채널로의호핑을시도한다. S109 단계에서채널호핑을수행하지않기로결정한경우 S103 단계에서감지한채널이채널이유휴 (Idle) 할때까지채널을계속모니터링하며대기한다 (S111). S111 단계에서대기한이후채널이유휴해진경우또는 S105 단계에서판단한결과채널이사용중이아닌경우, 백오프윈도우크기를계산 (S700) 하여랜덤백오프과정을수행한다 (S800). 이는각리더기들은둘이상의리더기가동시에접속하여충돌이나는것을방지하기위해백오프방식을사용한다. 그러나경쟁리더기의수가많지않은경우지나치게큰백오프윈도우크기를선택하여사용하면그시간만큼비효율적으로낭비하는경우가발생한다. 따라서채널의이용률에따라백오프윈도우크기를동적으로정해주는방식이효율적일수있으므로, 백오프를수행하기전에는항상백오프윈도우를계산해주는과정이선행되며그후에랜덤백오프를수행한다. <64> <65> 백오프윈도우크기 (, Back-off Window Size) 는앞서정의한채널이용률 ( ) 를이용하여정해준다. 일단다른리더들과의경쟁에서실패한스테이션은다음경쟁상황에서줄어든만큼의슬롯순위를사용함으로써다른스테이션에비해우선순위를가질수있다. 백오프윈도우크기는아래수학식 4를이용하여계산될수있다. 수학식 4 <66> - 9 -

10 <67> <68> <69> <70> <71> <72> <73> <74> <75> <76> <77> <78> <79> <80> <81> <82> 와는사전에정의된백오프윈도우의최대값과최소값을의미한다. 백오프윈도우는항상정수로정의되므로 Round 운산을수행한다. S700 단계에서계산한랜덤백오프윈도우크기가인접한다른리더기들의백오프윈도우크기보다작으면채널을점유할수있다. 이때, 채널획득여부 (S900) 를판단하여채널획득이이루어지지않으면즉인접한다른리더기가먼저채널을점유하게되면 S400 단계로회귀한다. 그리고채널획득이이루어지면해당채널을점유 (S1000) 하여태그 (100 1 ) 와의통신을수행한다. 이와같이, 리더기의밀도및채널의이용률을고려하여최적의채널호핑확률과백오프윈도우의크기를동적으로계산하므로리더기간의충돌을효과적으로줄일수있다. 도 5 및도 6은본발명의실시예에따른채널접속방법을종래의 LBT 방식과비교하기위한그래프이다. 도 5 및도 6에서는, 본발명의성능을평가하기위해서시뮬레이션을통해다중채널에적용할수있는기본적인 LBT 방식의성능과비교하였다. 여기서, 기본적인 LBT 방식은점유된이후에만호핑을하는기본적인알고리즘 (basic algorithm) 이다. 성능평가에서는 8개의리더가존재하고, 4개의채널을사용할수있다고가정하였다. 성능평가는두가지측면에서평가되는데, 하나는전체경과시간중에서충돌없이리더가채널을점유하여사용한시간의비율인 'Throughput' 을평가한다. 이는실제데이터전송이얼마나이루어지고있는지알아보기위해처리율을측정함으로써, 채널이얼마만큼효율적으로사용되고있는지를알수있다. 다른하나는리더기가트리거 (trigger) 된후에채널을점유할때가지대기하는시간 (Waiting time) 이다. 이는사용자가채널을점유하여사용하기위해얼마만큼기다려야하는지를나타낸다. 먼저, 도 5는본발명의실시예에따른채널접속방법과종래에기본적인 LBT 방식간의 'Throughput' 를비교한것이다. 이때, 모든리더기가채널을점유하기위해요구하는시간의비율을 G(Offered load) 라고정의한다. 도 5에보인바와같이, 성능평가는리더기의수가 4개 (4 readers), 8개 (8 readers) 일때 'Throughput' 을나타낸다. G 가증가할수록일정하게증가하는모습을보인다. 시뮬레이션결과기본적인 LBT 방식 (basic algorithm) 은리더기가채널을사용하려는요구량이많을때처리율은 78% 를넘지못한다. 반면본발명 (proposed algorithm) 에서는처리율이 81% 까지나타난다. 즉본발명 (proposed algorithm) 에의하면리더기가비어있는채널을효율적으로찾아감으로써높은 'Throughput' 을얻을수있다는것을말한다. 다음, 도 6은본발명의실시예에따른채널접속방법과종래에기본적인 LBT 방식간의대기시간 (Waiting time) 을비교한것이다. 이때, 리더기의수가 8개 (8 readers) 이고 G가 0.8인경우의대기시간 (Waiting time) 분포를나타낸다. 도 6에보인바와같이, 리더기가채널을사용하려는요구가적정수준인경우기본적인 LBT 방식 (basic algorithm) 에서는 15초이상의대기시간 (Waiting time) 을갖는경우도발생하고있다. 반면, 본발명 (proposed algorithm) 에서는모든대기시간 (Waiting time) 분포가 1.5초이내이다. 즉본발명 (proposed algorithm) 에의하면대기시간 (Waiting time) 이훨씬작게나타나는것을알수있다. 이상기술한내용에따르면, 다른채널로호핑할확률을정의하고경쟁윈도우의크기를동적으로변화시킴으로써데이터처리율을높이고, 리더기가채널을점유하기위한대기시간을최소화하는것을알수있다. 이제까지본발명의실시예에대하여상세하게설명하였지만본발명의권리범위는이에한정되는것은아니고다음의청구범위에서정의하고있는본발명의기본개념을이용한당업자의여러변형및개량형태또한본발명의권리범위에속하는것이다. <83> 도면의간단한설명 도 1 은본발명의실시예에따른밀집리더환경에서의리더간의충돌을설명하기위한도면이다

11 <84> <85> <86> <87> <88> 도 2는본발명의실시예에따른리더기의구성을나타낸블록도이다. 도 3은본발명의실시예에따른리더기의채널접속방법을나타낸순서도이다. 도 4는본발명의실시예에따른리더기의채널호핑방법을나타낸순서도이다. 도 5는본발명의실시예에따른채널접속방법과종래에기본적인 LBT 방식간의 'Throughput' 를비교한그래프이다. 도 6은본발명의실시예에따른채널접속방법과종래에기본적인 LBT 방식간의대기시간 (Waiting time) 을비교한그래프이다. 도면 도면 1 도면

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특허청구의범위청구항 1 복수의영상검출부로부터출력되는영상의히스토그램 (histogram) 을계산하는단계 ; 상기복수의영상검출부로부터출력되는영상을히스토그램평활화 (histogram equalization) 하는단계 ; 상기복수의영상검출부중하나의영상검출부를선택하는단계 ; 및

특허청구의범위청구항 1 복수의영상검출부로부터출력되는영상의히스토그램 (histogram) 을계산하는단계 ; 상기복수의영상검출부로부터출력되는영상을히스토그램평활화 (histogram equalization) 하는단계 ; 상기복수의영상검출부중하나의영상검출부를선택하는단계 ; 및 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2014년12월18일 (11) 등록번호 10-1473415 (24) 등록일자 2014년12월10일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) G06T 5/40 (2006.01) H04N 5/217 (2011.01) (21) 출원번호 10-2012-0156871 (22) 출원일자 2012