無線/高周波

無線LANの概要

無線LANに関わる団体は2つ
・ IEEE(米国電子学会)
  →IEEE802.11で無線LANの技術仕様を規格化
・Wi-Fi Alliance
  →認証テストラボの試験Passした製品にWi-Fi認証を与える

 Wi-Fi AllianceがIEEE802.11axの呼び名をWi-Fi 6にすると正式発表。目的は一般に覚えやすくするため。それに伴い、11nはWi-Fi 4、11acはWiFi 5と呼ぶことに。なお、WiFi3以前は存在しない。

表 その1

IEEE規格 呼称 最大伝送速度
(理論値)
実効レート 策定時期
802.11b 11Mbps   1999年
802.11a 54Mbps   1999年
802.11g 54Mbps   2003年
802.11n Wi-Fi 4 600Mbps   2009年
802.11ac Wi-Fi 5 6.93Gbps   2014年
802.11ax Wi-Fi 6 9.6Gbps   2021年

表 その2

IEEE規格 周波数帯 MCS 二次変調
802.11b 2.4GHz帯   DSSS
802.11a 5GHz帯   OFDM
802.11g 2.4GHz帯   DSSS / OFDM
802.11n 2.4/5GHz帯   OFDM
802.11ac 5GHz帯 0~7 (必須)
8, 9 (任意)
OFDM
802.11ax 2.4/5GHz帯 0~11 OFDMA

・IEEE規格802.11は基本的に下位互換性をもっている。

■ISMバンド
 Industrial Scientific and Medical Band。産業、科学技術、医学などで利用されている周波数帯で、ITU(国際電気通信連合)によって国際的に定められている。利用者は免許不要であるが、機器自体は認定試験に合格したものでなければならない。ISMバンドの割り当ては国に異なるが、日本だと例えば、2.4GHz帯と5.7GHz帯などがあって、無線LANの帯域と重複している。

・2.4GHz帯 : Bluetooth, 電子レンジ, アマチュア無線, 無線LAN(11b/11g/11n/11ax), ドローン通信 など

・5.7GHz帯 : アマチュア無線, 無線LAN(11a/11n/11ac/11ax), DSRC(車と外部の通信。例えばETC), 各種レーダー, ドローン通信 など

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以下で、各規格について説明。

■IEEE802.11b

■IEEE802.11a

■IEEE802.11g

■IEEE802.11n (Wi-Fi 4)

■IEEE802.11ac (Wi-Fi 5)

■IEEE802.11ax (Wi-Fi 6)
・MU-MIMOは上り/下りの両方採用
・最大同時接続数は8台
  →WiFi親機は8台以上と接続できるが、ある瞬間で見たときに同時に通信できる台数上限が8台ということ。
・TWT(Target Wake Time)という機能が追加
  → WiFi親機が端末の通信タイミングを制御。端末側は通信しないときはスリープ状態にすることで省エネになる。
・Spatial Reuseという技術も採用。(直訳で空間の再利用)
  →同エリアで複数の機器が通信をする場合、混線を避けるために、従来は他の無線通信が終わるまで待機してた。Spatial Reuseでは、無線通信の伝搬状況を把握して、同時に通信が成り立つと判断できる場合は、出力パワーを抑えて同時に通信させるという技術。

OFDM→OFDMAによって多元接続。OFDMは1chを一つの機器が占有。OFDMAは1chを複数の機器がサブキャリア毎に利用。