第 4 章
Wi-Fi 接続
Wi-Fi ネットワークは、世界で最も広く使用されている無線コンピューター ネットワークです。自宅やオフィスでも、公共のインターネット ホットスポットを利用する場合でも、Wi-Fi ネットワークはデバイスをインターネットに接続するうえで欠かせません。
Wi-Fi (無線 LAN) システムは、IEEE 802.11 の規格に基づいています。各規格は、次の特定の適用分野に対応しています。
- 802.11a/b/g/n/ac/ax/be は、家庭やオフィスでの高速インターネット接続に使用される最も身近な規格です。
- 802.11ad/ay は、テレビと電話の間でデジタルビデオをストリーミングするなど、短距離の高スループット アプリケーションを対象としています。
- 802.11az は、次世代の測位技術と超高精度距離推定のための規格です。
- 802.11ah は、IoT アプリケーション向けのサブ 1 GHz の長距離低電力 Wi-Fi バリアントです。
- 802.11p/ba は、車両通信 (V2X) に使用されます。
| 規格 | 帯域幅 (MHz) | MIMO | 略称 |
| 802.11ax | 20, 40, 80, 160 | OFDMA と MU-MIMO | HE (High Efficiency) |
| 802.11ad | 2160 | ビームフォーミング | DMG (Directional Multi Gigabit) |
| 802.11ac | 20, 40, 80, 160 | 最大 8 つの空間ストリーム、MU-MIMO | VHT (Very High Throughput) |
| 802.11n | 20, 40 | 最大 4 つの空間ストリーム | HT (High Throughput) |
| 802.11ah | 1, 2, 4, 8, 16 | MU-MIMO | S1G |
| 802.11g | 20 | N/A | Non-HT |
| 802.11a | 5, 10, 20 | N/A | Non-HT |
| 802.11b | 20 | N/A | Non-HT |
| 802.11p | 5, 10 | N/A | Non-HT |
| 802.11j | 10 | N/A | Non-HT |
Wi-Fi システムの設計上の課題は、セルラーネットワークの課題によく似ています。
波形生成
Wi-Fi システムが IEEE 802.11 仕様に準拠しているかどうかを確認するには、サポートされている規格の波形を生成することが不可欠です。WLAN Toolbox™ が提供する Wireless Waveform Generator アプリを使用すると、簡単かつ対話的に波形を生成できます。
システムレベル シミュレーション
Wi-Fi システムの設計者は、複数のノードとの通信リンクをモデル化する必要があります。Wi-Fi システムは、物理 (PHY) 層、メディアアクセス制御 (MAC) 層、アプリケーション層を含むプロトコルスタックで動作します。このため、ノードレベルおよびネットワークレベルで、スループット、遅延、干渉、パケット損失などを測定する必要があります。また、無線 LAN と Bluetooth、5G、LTE などの他のシステムとの共存を調査する必要もあります。
測位と位置推定
IEEE 802.11az 規格は、高解像度による屋内測位のための次世代技術です。設計者は、マルチパス信号から到達時間 (ToA) などの時間情報や受信角度 (AoA) などの空間情報を効果的に抽出して、デバイス間の距離や範囲を算出する必要があります。そして、3 つ以上のデバイスから取得した推定値を組み合わせ、つまり三辺測量を使用して、位置推定値を算出できます。
