高​効率​な​無線​LAN​規格、​IEEE 802.11ax​の​概要

概要

IEEE 802.11ax​は、​High-​Efficiency Wireless(HEW)​とも​呼​ば​れ​て​いる​無線​LAN​の​規格​です。​同​規格​は、​多数​の​ユーザ​が​存在​する​高密度​の​環境​でも、​ユーザ​当たり​の​平均​スループット​を​少なくとも​4​倍​に​高める​という​こと​を​目標​として​い​ます。​そこで、​多数​の​ユーザ​が​存在​する​中​で、​安定性​と​信頼​性​に​優れる​データ​ストリーム​(平均​スループット)​を​より​多く​の​ユーザ​に​提供​する​ため​の​メカニズム​を​実装​する​ことに​主眼​を​置​い​てい​ます。​本稿​では、​広​く​採用​さ​れ​て​いる​IEEE 802.11​規格​の​中でも、​高​効率​ワイヤレス​の​実現​を​うたう​IEEE 802.11ax​の​新た​な​メカニズム​について​解説​し​ます。

コンテンツ

高密度​の​ユーザ​環境​において、​各​ユーザ​の​スループット​を​高める

はじめに

世界​的​な​自動車​メーカー​で​ある​Ferrari​社​は、​2015​年​に​エントリ​レベル​モデル​の​新型​車​として​Ferrari California T​を​発表​しま​した。​この​洗練​さ​れ​た​スポーツカー​は、​ターボ​チャージ​ャ​ー​付き​の​3.9​リッター​V8​エンジン​を​搭載​し​ます。​412 kW(553​馬力)​を​超える​出力​に​対応​し、​停止​し​て​いる​状態​から​3.6​秒間​で​100km/​h(62 mph)​まで​加速​する​こと​が​可能​です。​アクセルを踏み続ければ、​その​最高​速度​は​315 km/​h(196 mph)​に​まで​達し​ます​[1]。

Ferrari​社​の​設計​者​は、​エンジン、​ボディ、​内装​など​の​細部​にわたって​検討​を​行​いま​した。​そして、​高速​走行​時​における​高​精度​の​ハンドル​制御、​滑らか​な​動き、​性能​を​実現​し​つつ、​日常​的​に​使用​できる​車両​を​開発​しま​した。​この​よう​な​車​で​あれ​ば、​オフィス​へ​の​通勤​時間​を​大幅​に​短縮​する​こと​が​でき​ます。​また、​この​よう​な​車​を​運転​す​れ​ば​爽快​な​気分​が​得​られる​で​しょう。​しかし、​大都市​部​の​激​しく​渋滞​した​道路​上​で、​のろのろ​と​運転​する​機会​しか​ない​の​だとすれば、​Ferrari​社​の​赤い​コンバーチブル​に​何​の​メリット​が​ある​で​しょう​か。

今日、​多く​の​人々​は​それと​同様​の​状態​に​あり​ます。​イタリア製​の​スポーツカー​を​運転​する​ほど​恵​まれ​た​人​は​そうそう​い​ない​かも​し​れ​ま​せん。​しかし、​超​高速​な​無線​接続​で​あれ​ば​多く​の​人​が​利用​できる​環境​に​あり​ます。​2.4 GHz​帯​において​は、​無線​LAN​の​黎明​期​の​標準​規格​で​ある​IEEE 802.11b(1999​年)​の​最大​伝送​速度​は​11 Mbps(メガビット/​秒)​で​した。​初期​の​数字​として​は​まずまず​ですが、​有線​接続​と​比べる​と​かなり​低速​で​した。​2003​年​に​登場​した​同​802.11g​では、​OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:​直交​周波数​分割​多重)​が​導入​さ​れ​た​こと​で​伝送​速度​は​54 Mbps​まで​向上​しま​した。

2.4 GHz​帯​だけ​で​なく​5 GHz​帯​も​視野​に​入れる​と、​同​802.11n(2009​年)​では​さらなる​高速​化​が​実現​さ​れ​ま​した。​ユーザ​は​シングル​ストリーム​で​最大​150 Mbps​の​伝送​速度​を​利用​できる​よう​に​なり​ま​した。​続く​同​802.11ac(2013​年)​では、​より​広い​チャンネル​幅​(160 MHz)​と、​より​高い​変調​次数​(256QAM)​によって、​単一​の​空間​ストリーム​上​で​約​866 Mbps​の​伝送​速度​を​達成​でき​ます。​最大​数​で​ある​8​つ​の​空間​ストリーム​(SS:Spatial Stream)​を使用すれば、​理論​的​に​は​6.97 Gbps(ギガ​ビット/​秒)​の​最高​速度​を​実現​可能​です。​同​規格​を​採用​する​という​こと​は、​いわば​自転車​や​ファミリー​向け​セダン​を、​パワーアップされた​Ferrari​社​の​車​に​置き換える​ことに​相当​し​ます。

しかし、​7 Gbps​に​近い​速度​が​達成​できる​の​は、​RF​の研究施設に設けられ、​適切​に​制御​さ​れ​た​測定​環境​において​のみ​かも​し​れ​ま​せん。​混雑​した​空港​の​ターミナル​といった​現実​の​環境​では、​公共​の​Wi-​Fi​を​使​って​メール​を​確認​しよう​と​すると、​データ​トラ​フ​ィ​ッ​ク​が​低速​で​ある​ため​に​いらいら​さ​せ​られる​こと​が​よく​あり​ます。​IEEE 802.11ax​は、​無線​LAN​向け​の​シリーズ​規格​で​ある​IEEE 802.11​の​新​バージョン​です。​この​規格​は、​まさに​そうした​状況​を​改善​する​ため​に​策定​さ​れ​て​いる​もの​です。

IEEE 802.11ax​では、​ある​空間​に​多数​の​ユーザ​が​存在​する​高密度​の​環境​でも、​ユーザ​当たり​の​平均スループットを​少なくとも​4​倍​に​高める​という​こと​を​目標​として​い​ます。​同​802.11ac​の​伝送​速度​以外​の​部分​に​も​着目​し、​混雑​した​無線​環境​において​一貫性​と​信頼​性​の​高い​スループット​を​より​多く​の​ユーザ​に​提供​する​ため​に​複数​の​メカニズム​が​導入​さ​れ​てい​ます。

 

主​な​特徴​と​アプリケーション

IEEE 802.11ax​の​主要​な​特徴​として​は​以下​の​よう​な​こと​が​挙​げ​ら​れ​ます。

  • IEEE 802.11a/​b/​g/​n/​ac​と​の​下位​互換性
  • 駅、​空港、​競技場​など、​高密度​の​環境​における​ユーザ​当たり​の​平均​スループット​を​4​倍​に​向上
  • データ​レート​と​チャンネル​幅​は​IEEE 802.11ac​と​同等。​ただし、​1024QAM​を​採用​した​新た​な​MCS(Modulation and Coding Set)​で​ある​MCS10​と​同​11​は​除く
  • MU-​MIMO(マルチ​ユーザ​MIMO)​と​OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:​直交​周波数​分割​多元​接続)​による​ダウン​リンク/​アップ​リンク​の​マルチ​ユーザ​動作​に​対応
  • OFDM​における​FFT​サイズ​を​大​きく​(4​倍)、​サブ​キャリア​間隔​を​狭​く​(1/4)、​シンボル​時間​を​長​く​(4​倍)​し、​マルチ​パス​の​フェージング​環境​や​屋外​における​堅牢​性​と​性能​を​向上
  • トラフィック​の​フロー​と​チャンネル​へ​の​アクセス​方式​を​改善
  • 電力​管理​を​改良​する​こと​で、​電池​の​持続​時間​を​延伸

 

また、​同​規格​は、​以下​の​よう​な​状況/​アプリケーション​に​も​対応​し​ます。

  • 携帯​電話​ネットワーク​トラ​フ​ィ​ッ​ク​の​オフロード:​Wi-​Fi​対応​の​携帯​電話​による​オフロード​トラ​フ​ィ​ッ​ク​の​生成​量​は、​2020​年​まで​に​1​か​月​当たり​38.1​エクサバイト​に​達し、​1​か​月​当たり​の​想定​量​で​ある​30.6​エクサバイト​を​上​回り​続ける​と​予想​さ​れる​[2]。​その​量​は、​1​分間​に​Blu-​ray​ディスク​600​枚​分​の​映画​の​データ​を​Wi-​Fi​ネットワーク​で​やりとり​する​こと​と​相当​する
  • アクセス​ポイント​が​多く、​多様​な​端末​を​使用​する​ユーザ​によって​過度​に​混​み​合う​環境​(空港・​スタジアム​など​の​Wi-​Fi​環境)
  • 屋外/​屋外​の​混合​環境​に​も​対応

図​1. ユーザ​密度​が​高​く、​多様​な​端末​が​使用​さ​れる​スタジアム​は、​IEEE 802.11ax​の​導入​ターゲット​と​なる​環境​の​一例​で​ある。


高密度​環境​における​現在​の​Wi-​Fi、​その​スループット​の​課題

IEEE 802.11​の​プロトコル​は、​CSMA(Carrier Sense Multiple Access:​搬送波​感知​多重​アクセス)​方式​を​採用​し​てい​ます。​この​方式​では、​まず​端末​(STA)​が​チャンネル​を​観測​(キャリア​センス)​し​ます。​そして、​チャンネル​が​アイドル​(idle)​状態、​すなわち、​他の​無線​装置​が​観測​中​の​チャンネル​上​で​信号​を​送信​し​てい​ない​と​判断​でき​た​場合​のみ​送信​を​行う​こと​で、​衝突​の​回避​を​試み​ます。​ある​STA​が​別​の​無線​装置​の​送信​信号​を​検知​した​場合、​その​信号​が​停止​し、​さらに​ランダム​に​決まる​バック​オフ​時間​まで​待機​した​上​で、​チャンネル​が​アイドル​か​どうか​を​再び​確認​し​ます。​チャンネル​が​アイドル​で​あれ​ば、​パケット​データ​を​送信​し​ます。

無線​LAN​では、​複数​の​無線​LAN​システム​の​間​で​同じ​媒体​へ​の​アクセス​を​調停​する​RTS/​CTS(Request to Send/​Clear to Send)​機能​が​定義​さ​れ​てい​ます。​パケット​の​送信​を​試みる​AP・​STA​は、​パケット​データ​の​送信​に​さきがけ​て​周囲​に​RTS​を​送信​し、​媒体​へ​の​アクセス​を​宣言​し​ます。​パケット​データ​の​宛先​と​なる​AP・​STA​は、​RTS​を​受信​すると​速やか​に​CTS​を​送信​し、​RTS​を​送信​した​AP・​STA​が​これ​を​受信​する​こと​で​パケット​データ​の​送信​が​開始​さ​れ​ます。​パケット​データ​を​送信​した​AP・​STA​は、​パケット​を​正しく​受信​した​こと​を​示す​応答​パケット​(ACK)​が​宛先​から​送​ら​れ​て​くる​の​を​待ち​ます。​定め​ら​れ​た​時間​内​に​ACK​を​受信​でき​なか​っ​た​場合、​パケット​データ​を​送信​した​AP・​STA​は​自分​の​送​っ​た​パケット​が​ほか​の​伝送​と​衝突​した​と​見​なし​ます。​そして、​AP・​STA​は​再度​バック​オフ​時間​を​ランダム​に​決め​て​待機​した​後、​媒体​へ​の​アクセス​を​再度​試み、​パケット​を​再送​し​ます。

図​2. CCA​プロトコル


​この​プロトコル​では、​CCA(Clear Channel Assessment:​空き​チャンネル​判定)​と​CA(Collision Avoidance:​衝突​回避)​の​各​処理​を​実施​し​ます。​それ​により、​互いに​衝突​し​得る​空間・​周波数​ドメイン​(コ​リ​ジョン​ドメイン)​内​に​存在​する​すべて​の​AP・​STA​に対し、​均等​かつ​自律​分散​的​な​媒体​アクセス​が​可能​となり​ます。​ただし、​ある​コ​リ​ジョン​ドメイン​内​に​存在​する​無線​端末​の​数​が​多く​なるほど、​周波数​利用​効率​が​低下​する​問題​が​あり​ます。​以下​では、​複数​の​AP​を​中心​と​した​無線​LAN​システム​が​空間​的​に​近接​し​て​いる​場合​の​問題​に​着目​し​ます。​図​3​の​左側​に​ある​BSS(Basic Service Set:AP​に​関連​付け​ら​れ​た​無線​端末​の​集合)​に​は​User 1​という​ユーザ​が​属​し​てい​ます。​User 1​は、​媒体​に​アクセス​する​際、​同じ​BSS​に​属する​ほか​の​ユーザ​と​競合​する​可能性​が​あり​ます。​その​問題​を​解消​する​ため​に​AP​と​の​間​で​データ​を​交換​し​ます。​ただ、​この​ユーザ​は、​それ​以外​に​右側​の​OBSS(Overlapping BSS)​から​の​トラフィック​も​確認​できる​状態​に​あり​ます。

3. OBSS​が​存在​する​こと​で​媒体​アクセス​の​効率​が​低下​する。

 

この​場合、​OBSS​から​の​トラフィック​が​生じる​と、​User1​は​媒体​が​使用​中​と​判断​し​て​媒体​アクセス​を​控える​こと​となり​ます。​その​よう​な​状況​が​生じる​と、​各​ユーザ​から​の​送信​が​可能​に​なる​まで​の​待ち時間​が​長​く​なり​ます。​その​結果、​平均​データ​スループット​が​低下​し​ます。

検討​すべ​き​もう​1​つ​の​事柄​は、​より​広い​チャンネル​幅​の​共有/​使用​について​です。​例えば、​北米​で​IEEE 802.11ac​を​運用​する​場合、​使用​可能​な​160 MHz​の​チャンネル​は​1​つ​しか​なく、​欧州​でも​2​つ​しか​ありま​せん。

図​4. 5GHz​帯​における​IEEE 802.11ax​の​チャンネル​割り当て​の例

 

図​4​に​示す​よう​に、​無線​LAN​で​活用​できる​周波数​チャンネル​に​は​限り​が​あり​ます。​そのため、​ある​空間​に​多く​の​無線​LAN​システム​が​存在​する​場合、​システム​間​の​干渉​を​回避​できる​よう​に​周波数​チャンネル​を​割り当てる​ことに​は​限界​が​あり、​ネットワーク​管理者​は​空間​的​に​近接​する​システム​が​使う​周波数​チャンネル​を​使用​せ​ざる​を​得​なく​なり​ます。​また、​入念かつ慎重な電力管理を行わなければ、​同一​チャンネル​で​深刻​な​干渉​が​生​じ​ます。​その​結果、​性能​が​低下​し、​広い​チャンネル​によって​期待​さ​れる​メリット​が​ほとんど​相殺​さ​れ​て​しま​い​ます。​特に​高い​S/​N​比​が​必要​な​MCS8、​9、​10、​11​の​高い​データ​レート​では​その​よう​な​状態​に​なり​ます。​さらに、​IEEE 802.11​の​ネットワーク​において、​20 MHz​の​チャンネル​が​80 MHz​の​チャンネル​に​オーバーラップ​し​て​いる​ケース​が​あり​ます。​その​場合、​現在​の​実装​では​20 MHz​の​チャンネル​上​で​ユーザ​が​送信​を​行​って​いる​間、​80 MHz​の​チャンネル​は​基本​的​に​使用​でき​ま​せん。​したがって、​同​802.11ac​の​周波数​共有​を​高密度​の​ネットワーク​で​実装​すると、​80 MHz​の​チャンネル​が​備える​メリット​を​犠牲​にし​て​20 MHz​の​チャンネル​で​送信​が​行​われる​ことに​なり​ます。


効率​の​向上​に​向け​た​物理​層​の​メカニズム

物理​層​の​変更

IEEE 802.11ax​では、​物理​層​について​大幅​な​仕様​変更​が​行​われ​てい​ます。​ただし、​同​802.11a/​b/​g/​n/​ac​といった​旧​規格​に​準拠​する​機器​と​の​下位​互換性​は​確保​さ​れ​てい​ます。​つまり、​IEEE 802.11ax​に​対応​する​AP・​STA​と​旧​規格​に​対応​する​AP・​STA​と​の​間​で​データ​の​送受信​を​行う​こと​が​可能​です。​また、​旧​規格​に​準拠​する​機器​は、​IEEE 802.11ax​に​準拠​した​パケット​ヘッダ​の​復調/​復号​も​行​え​ます​(ただし、​パケット​全体​の​復調/​復号​は​サポート​さ​れ​ない)。​さらに、​旧​規格​に​準拠​する​機器​が、​IEEE 802.11ax​に​対応​する​STA​が​送信​を​行​って​いる​際​に​送信​待機​する​こと​も​可能​に​なる​予定​です。

表​1​は、​IEEE 802.11ax​における​変更​点​の​うち、​同​802.11ac​の​実装​と​比較​した​場合​に​最も​重要​だ​と​考え​られる​項目​を​ピックアップ​し​て​示し​た​もの​です。

 

802.11ac

802.11ax

周波数帯

5 GHz

2.4 GHz/​5 GHz

チャンネル​帯域幅

20 MHz、​40 MHz、​80 MHz、​80 + 80 MHz、​160 MHz

20 MHz、​40 MHz、​80 MHz、​80 + 80 MHz、​160 MHz

FFT​サイズ

64, 128, 256, 512

256, 512, 1024, 2048

サブ​キャリア​間隔

312.5 kHz

78.125 kHz

OFDM​の​シンボル長

3.2 μs + 0.8/0.4 μs CP

12.8 μs + 0.8/1.6/3.2 μs CP

変調​方式​(最高​次数)

256-​QAM

1024QAM

データ​レート

433 Mbps(80 MHz、​1​ストリーム)

6933 Mbps(160 MHz、​8​ストリーム)

600.4 Mbps(80 MHz、​1​ストリーム)

9607.8 Mbps(160 MHz、​8​ストリーム)

表​1. IEEE 802.11ax​と​同​802.11ac​の​比較

 

IEEE 802.11ax​は​2.4 GHz​帯​と​5 GHz​帯​の​両方​の​周波数​帯​に​対応​し​て​いる​点​に​注目​し​て​くだ​さい。​また、​FFT​サイズ​が​4​倍​に​な​って​おり、​サブ​キャリア​数​が​増加​し​てい​ます。​そして、​サブ​キャリア​間隔​が​従来​の​IEEE 802.11​の​1/4​に​狭​め​ら​れ​てい​ます。​この​よう​な​変更​が​加​え​ら​れ​た​こと​で、​既存​の​チャンネル​帯域​幅​が​維持​さ​れ​ます。

図​5. IEEE 802.11ax​では​サブ​キャリア​間隔​が​狭​め​ら​れ​て​いる。

 

サブ​キャリア​の​密度​が​4​倍​に​なり、​各​サブ​キャリア​が​狭​帯域​化​した​ため、​IEEE 802.11ax​では​OFDM​の​シンボル​長​と​CP(Cyclic Prefix)​も​4​倍​に​な​って​い​ます。​データ​の​伝送​レート​は​同​802.11ac​と​変わり​ま​せん​が、​屋内/​屋外​環境​や​混合​環境​における​効率​と​堅牢​性​が​改善​さ​れ​ます。​IEEE 802.11ax​では、​最大​データ​レート​を​高める​ため​に​1024QAM​を​サポート​する​とともに、​屋内​環境​向け​の​より​小さな​CP​比​が​規定​さ​れ​てい​ます。

 

ビームフォーミング

IEEE 802.11ax​は、​同​802.11ac​と​同様​に​明示​的​ビームフォーミング​(Explicit Beamforming)​を​採用​し​てい​ます。​この​処理​では、​ヌルデ​ータ​パケット​によって​ビームフォーマ​(送信​側)​が​チャンネル​サ​ウン​ディン​グ​を​開始​し​ます。​ビーム​フォー​ミー​(受信​側)​は​チャンネル​状況​を​測定​し、​圧縮​さ​れ​た​チャンネル​係数​を​含む​フィードバック​フレーム​によって​応答​し​ます。 ビームフォーマ​は、​その​情報​を​使用​し​て​チャンネル​行列Hを​計算​し​ます。​さらに、​ビームフォーマ​は​その​チャンネル​行列​を​使い、​各​ユーザ​に対して​RF​エネルギーを集中させます。

 

マルチ​ユーザ​動作​――MU-​MIMO​と​OFDMA

IEEE 802.11ax​に​は、​以下​の​2​つ​の​動作​モード​が​あり​ます。

シングル​ユーザ: 先述​した​よう​に、​1​つ​の​STA​が​媒体​へ​の​アクセス​を​確保​し​て​データ​の​送受信​を​行う

マルチ​ユーザ: 複数​の​STA​の​同時​動作​が​可能​に​なる。​IEEE 802.11ax​では、​以下​の​よう​に、​この​モード​を​さらに​2​つ​に​分類​し​て​いる

    • ダウン​リンク​マルチ​ユーザ:​AP​が、​関連​付け​ら​れ​た​複数​の​STA​に対して​同時に​データ​ストリーム​を​送信​する​モード。​この​機能​は、​従来​の​IEEE 802.11ac​でも​規定​さ​れ​て​いる
    • アップ​リンク​マルチ​ユーザ:​複数​の​STA​が​AP​に​同時に​データ​を​送信​する​モード。​IEEE 802.11ax​で​初めて​定義​さ​れ​た​新​機能​で​あり、​従来​の​Wi-​Fi​規格には存在しなかった

 

IEEE 802.11ax​では、​マルチ​ユーザ​モード​において​特定​エリア​内​で​より​多く​の​ユーザ​を​多元​接続​する​ため​の​方法​を​定義​し​てい​ます。​それ​が、​MU-​MIMO​と​OFDMA​です。​どちら​の​技術​において​も、​AP​は、​マルチ​ユーザ​動作​における​媒体​アクセス​を​集中​制御​する​管理局​として​機能​し​ます。​これ​は、​多く​の​ユーザ​の​媒体​アクセス​を​制御​する​LTE​基地​局​の​動作​に​似​てい​ます。​IEEE 802.11ax​では、​AP​において、​MU-​MIMO​と​OFDMA​の​動作​を​組み合わせる​こと​も​可能​です。

 

MU-​MIMO

IEEE 802.11ax​に​対応​する​機器​は、​IEEE 802.11ac​の​実装​に​倣​い、​空間​的​に​分散​した​ユーザ​に対し、​ビーム​フォーミン​グ​技術​を​利用​し​て​同時に​パケット​を​伝送​し​ます。​つまり、​AP​は​各​STA​と​の​間​の​チャンネル​行列​を​計算​し、​異なる​ユーザ​に対して​同時に​ビーム​を​送信​する​という​こと​です。​それぞれ​の​ビーム​に​は、​ターゲット​と​なる​各​ユーザ​に​固有​の​パケット​が​含​まれ​ます。​IEEE 802.11ax​では、​最大​8​台​の​STA​に対する​MU-​MIMO​伝送​が​可能​です。​同​802.11ac​では​最大​4​台​まで​しか​対応​し​てい​ま​せん​で​した。​また、​各​MU-​MIMO​伝送​は​STA​毎​に​異なる​MCS​を​設定​した​り、​STA​毎​に​異なる​数​の​空間​ストリーム​を​送信​した​り​する​こと​が​でき​ます。

加​えて、​アップ​リンク​の​MU-​MIMO​に​は​新た​な​機能​が​定義​さ​れ​てい​ます。​その​機能​では、​AP​から​の​トリガ​フレーム​によって、​各​STA​から​の​同時​アップ​リンク​伝送​が​開始​さ​れ​ます。​AP​は​チャンネル​行列​に​基​づ​い​て​MIMO​検出​を​行う​こと​で、​各​アップ​リンク​ストリーム​に​含​ま​れる​情報​を​取り出し​ます。​図​7​に​示す​よう​に、​AP​は​伝送​に​参加​する​すべて​の​STA​から​ビーム​フォーミン​グ​の​フィードバック​情報​を​受信​する​ため​に、​アップ​リンク​の​マルチ​ユーザ​伝送​を​開始​する​こと​も​でき​ます。

図​6. MU-​MIMO​の​ビーム​フォーミン​グ​を​利用​し​て、​AP​は​空間​的​に​分散​した​複数​の​STA​と​の​間​で​の​同時​伝送​が​可能​と​なる。

 

図​7. ビームフォーマ​(AP)​は​MU-​MIMO​動作​の​ため​に​チャンネル​情報​を​要求​する。

 

OFDMA

IEEE 802.11ax​に​は、​マルチ​ユーザ​伝送​に​適​した​OFDMA​も​導入​さ​れ​てい​ます。​この​技術​は、​4G(第​4​世代​移動​通信​システム)​において​同じ​チャンネル​帯域​幅​で​より​多く​の​ユーザ​を​多重​化​する​ため​に​得​ら​れ​た​進化​です。​すでに​IEEE 802.11a/​g/​n/​ac​で​採用​さ​れ​てい​た​OFDM​に​基​づ​き​ながら、​同​802.11ax​では、​さらに​特定​の​サブ​キャリア​の​セット​を​個々​の​ユーザ​に​割り当て​ます。​つまり、​IEEE 802.11​に​対応​する​既存​の​チャンネル​(20/40/80/160 MHz​幅)​を、​定義​済み​の​サブ​キャリア​の​数​に​対応​し​て​より​小さな​サブ​チャンネル​に​分割​する​という​こと​です。​LTE​で​使​われる​最新​の​用語​に​倣​い、​IEEE 802.11ax​では​割り当て​可能​な​リソース​の​最小​単位​を​リソース​ユニット​(RU:Resource Unit)​と呼びます。​その​最小​サイズ​は、​周波数​軸​方向​で​サブ​キャリア​26​個​分、​時間​軸​方向​で​OFDM​シンボル​長​に​基​づ​い​て​決まり​ます。

マルチ​ユーザ​動作​における​トラフィック​の​ニーズ​に​応​じ​て、​AP​は​チャンネル​の​割り当て​方法​を​決定​し、​使用​可能​な​すべて​の​RU​を​必ず​ダウン​リンク​に​割り当て​ます。​IEEE 802.11ac​と​同様​に​チャンネル​全体​を​1​度​に​1​人​の​ユーザ​だけ​に​割り当てる​場合​も​あれ​ば、​複数​の​ユーザ​に​同時に​対応​する​ため​に​それ​を​分割​する​場合​も​あり​ます​(図​8)。

図​8. 1​人​の​ユーザ​が​チャンネル​を​使用​する​場合​(左)​と、​同じ​チャンネル​において​OFDMA​による​マルチ​ユーザ​の​多重​化​が​行​われる​場合​(右)

 

高密度​の​環境​では、​チャンネル​の​使用​をめぐって​多数​の​ユーザ​が​非​効率​に​競合​する​こと​が​多く​なり​ます。​その​よう​な​環境​でも、​OFDMA​の​メカニズム​を​利用​する​こと​で、​幅​は​小さい​ものの​専用​の​サブ​チャンネル​によって​複数​の​ユーザ​に​同時に​対応​する​こと​が​でき​ます。​そのため、​ユーザ​当たり​の​平均​スループット​が​向上​し​ます。​図​9​は、​IEEE 802.11ax​に​対応​する​システム​が、​異なる​サイズ​の​RU​によって​チャンネル​を​多重​化​する​様子​を​表​した​もの​です。​チャンネル​を​最も​小​さく​細分​化​した​場合、​20 MHz​の​帯域​幅​ごと​に​9​人​まで​の​ユーザ​に​対応​する​こと​が​でき​ます​[4]。

9. さまざま​な​サイズ​の​RU​による​Wi-​Fi​チャンネル​の​細分化

 

表​2​は、​IEEE 802.11ax​の​AP​と​STA​によって​MU-​OFDMA​向け​の​調整​を​行う​場合​に、​周波数​多重​化​アクセス​が​可能​な​ユーザ​の​数​を​示し​た​もの​です。

RU​の​種類

CBW20

CBW40

CBW80

CBW160​と​CBW80+80

26​サブ​キャリア​の​RU

9

18

37

74

52​サブ​キャリア​の​RU

4

8

16

32

106​サブ​キャリア​の​RU

2

4

8

16

242​サブ​キャリア​の​RU

1-​SU/​MU-​MIMO

2

4

8

484​サブ​キャリア​の​RU

N/A

1-​SU/​MU-​MIMO

2

4

996​サブ​キャリア​の​RU

N/A

N/A

1-​SU/​MU-​MIMO

2

2×996​サブ​キャリア​の​RU

N/A

N/A

N/A

1-​SU/​MU-​MIMO

表​2. チャンネル​帯域​幅​と​RU​の​総数​の​関係

 

マルチ​ユーザ​動作​における​アップ​リンク​の​処理

アップ​リンク​の​MU-​MIMO​伝送​または​MU-​OFDMA​伝送​における​調整​を​行う​ため​に、​AP​は​全​ユーザ​に対して​トリガ​フレーム​を​送信​し​ます。​この​フレーム​は、​各​ユーザ​の​空間​ストリーム​の​数​や​OFDMA​における​周波数​と​RU​サイズ​の​割り当て​に関する​情報​を​含​んで​い​ます。​個々​の​ユーザ​が​送信​出力​を​増減​する​こと​が​可能​か​否​か​といった​電力​制御​の​情報​も​含​まれ​ます。​こうした​情報​は、​AP​が​対象​と​する​すべて​の​ユーザ​から​の​アップ​リンク​電力​を​均等​化​し、​遠く​離れ​た​ノード​から​の​フレーム​受信​を​改善​する​ため​に​使用​さ​れ​ます。​また​AP​は、​全​ユーザ​に対して​送信​の​開始​と​停止​の​指示​を​行い​ます。​図​10​に​示す​よう​に、​AP​は、​全​ユーザ​に対して​送信​開始​の​正確​な​タイミング​と​フレーム​の​正確​な​持続​時間​を​指示​する​ため​に​アップ​リンク​用​の​トリガ​フレーム​を​送信​し​ます。​それ​により、​全​ユーザ​から​の​送信​が​同時に​完了​する​よう​にし​ます。​全​ユーザ​から​の​フレーム​を​受信​したら、​AP​は​ACK​信号​を​送信​し​て​動作​を​完了​し​ます。

図​10. マルチ​ユーザ​動作​において​アップ​リンク​向け​に​行​われる​調整

繰り返し​に​なり​ます​が、​IEEE 802.11ax​の​最大​の​目標​は、​高密度​の​ユーザ​環境​における​ユーザ​当たり​の​平均​スループット​を​4​倍​に​高める​こと​です。​この​こと​を​念頭​に​置​き、​IEEE 802.11ax​の​規格​は、​同​規格​に​対応​する​機器​が​ダウン​リンク/​アップ​リンク​の​MU-​MIMO​動作、​MU-​OFDMA​動作​を​行える​よう​に​定義​さ​れ​てい​ます。​加​えて、​同時​ユーザ​数​が​さらに​多い​場合​に​は、​MU-​MIMO​と​MU-​OFDMA​の​両方​を​サポート​する​という​規定​も​設け​ら​れ​てい​ます。


効率​の​向上​に​向け​た​MAC​層​の​メカニズム

カラー​コード​による​空間​の​再​利用

IEEE 802.11ax​に​は、​空間​的​に​互いに​近接​した​システム​間​で​ひとつ​の​周波数​チャンネル​を​再​利用​する​技術​が​導入​さ​れ​てい​ます。​その​目的​は、​高密度​の​ユーザ​環境​における​システム​レベル​の​性能​を​向上​する​とともに、​周波数​リソース​を​効率​的​に​利用​する​こと​です。​STA​は、​OBSS​から​の​信号​を​識別​し、​その​情報​に​基​づ​い​て、​媒体​アクセス​の​競合​と​干渉​の​管理​に関する​判断​を​行う​こと​が​でき​ます。

STA​が​媒体​に​アクセス​し、​IEEE 802.11ax​の​フレーム​を​検出​した​と​し​ます。​すると、​STA​は​MAC(Media Access Control)​ヘッダ​内​の​BSS​カラー​ビット​または​MAC​アドレス​を​チェック​し​ます。​検出された​PPDU(PLCP Protocol Data Unit)​に​含​ま​れる​BSS​カラー​が、​その​STA​が​属する​AP​の​カラー​と​同一​で​ある​場合、​STA​は​その​フレーム​を​BSS​内​(intra-​BSS)​フレーム​で​ある​と​見​なし​ます。

一方、​検出​した​フレーム​の​BSS​カラー​が​それと​異なる​場合​に​は、​STA​は​その​フレーム​を​OBSS​から​の​BSS​間​(inter-​BSS)​フレーム​で​ある​と​見​なし​ます。​そして​STA​は、​フレーム​が​BSS​間​の​もの​で​ある​こと​を​確認​する​間​だけ​媒体​の​状態​を​ビジー​(busy)​として​扱い​ます。​ただし、​その​時間​は、​フレーム​の​ペイ​ロード​の​長​さ​として​示​さ​れ​た​時間​を​超える​こと​は​ありま​せん。

IEEE 802.11ax​では、​OBSS​から​の​トラフィック​を​無視​する​ため​の​メカニズム​が​まだ​定義​さ​れ​てい​ま​せん。​しかし、​現実​の​実装​に​は、​BSS​間​フレーム​に対する​CCA SD(Signal Detection)​の​しき​い​値​を​引き上げ​つつ、​BSS​内​トラフィック​に対する​しき​い​値​は​低​く​維持​する​という​手法​が​盛り​込​ま​れる​可能性​が​あり​ます​(図​11)。​そうすれば、​OBSS​から​到来​した​信号​の​強度​が​さほど​高​く​な​け​れ​ば​媒体​アクセス​が​可能​となり、​結果​として​OBSS​の​影響​で​媒体​アクセス​を​控える​状況​が​生​じ​に​く​く​なり​ます。

図​11. CCA​では​カラー​コード​が​利用​さ​れる。

 

カラー​コード​に​基づく​CCA​の​ルール​を​適用​する​場合、​IEEE 802.11ax​の​STA​は、​送信​電力​制御​に​伴​い​OBSS​信号​の​検出​に​使用​する​しき​い​値​を​調整​する​こと​も​でき​ます。​それ​によって、​システム​レベル​の​性能​と​周波数​リソース​の​利用​効率​が​改善​さ​れ​ます。​また​STA​は、​エネルギー​検出​の​レベル​や​信号​検出​の​レベル​といった​CCA​の​パラメータ​を​調整​する​こと​も​可能​です。

IEEE 802.11​では、​CCA​によって、​現在​の​フレーム​に対して​媒体​が​アイドル​か​ビジー​か​を​判断​し​ます。​それに​加​え、​将来​の​トラフィック​の​予測​を​可能​に​する​ため​の​タイマー​メカニズム​で​ある​NAV(Network Allocation Vector:​送信​禁止​期間)も​採用​し​てい​ます。​これ​により、​STA​は、 現在​の​フレーム​の​直後​の​フレーム​に​必要​な​時間​を​示す​こと​が​でき​ます。​NAV​は、​制御​フレーム​を​はじめ​と​する​IEEE 802.11​の​プロトコル​の​動作​に​不可欠​な​フレーム​や、​RTS/​CTS​交換​に​続く​データ/​ACK​の​ため​に​媒体​を​確実​に​獲得​する​ため​の​仮想​キャリア​センス​として​機能​し​ます。

図​12. マルチ​ユーザ​対応​の​PPDU​の​交換​と​NAV​の​設定例

 

高​効率​ワイヤレス​に​取り組む​IEEE 802.11​の​作業​部会​は、​おそらく​1​つ​の​NAV​フィールド​だけ​で​なく、​2​つ​の​異なる​NAV​を​同​802.11ax​に​導入​すると​考え​ら​れ​ます。​BSS​内​の​NAV​と​BSS​間​の​NAV​を用意すれば、​STA​は​BSS​内​の​トラフィック​を​予測​し、​重なり合う​トラフィック​の​状態​を​把握​する​こと​によって​自由​に​送信​を​行う​こと​が​でき​ます。

 

TWT​による​省​電力化

IEEE 802.11ax​の​AP​は、​TWT(Target Wake Time)​機能​を​使用​する​こと​で、​伝送​を​行う​STA​と​の​調整​を​行い、​個々​の​STA​が​媒体​に​アクセス​する​時間​(または​時間​集合)​を​定義​する​こと​が​でき​ます。​AP​と​STA​は、​予測​さ​れる​アクティビティ​の​持続​期間​など​の​情報​を​交換​し​ます。​それ​により、​AP​は​媒体​アクセス​を​必要​と​する​STA​間​の​競合​と​重複​の​レベル​を​制御​し​ます。​STA​は、​それぞれ​の​TWT​が​到達​する​まで​スリープ​状態​に​なり​ます。​そのため、​消費​エネルギー​を​低減​する​ため​の​手段​として​TWT​を​活用​する​こと​が​でき​ます。 また、​AP​は、​STA​と​の​間​で​個別に​TWT​について​の​合意​を​得る​こと​なく、​スケジューリング​を​実施​した​り、​STA​に対する​TWT​の​値​の​提供​を​行​っ​たり​する​こと​が​でき​ます。​IEEE 802.11ax​の​規格​では、​この​処理​を​ブロードキャスト​TWT​動作​と​呼​んで​い​ます​(図​13)。

13. ブロードキャスト​TWT​動作​の例

 

IEEE 802.11ax​における​テスト​の​課題

EVM​に対する​厳しい​要件

IEEE 802.11ax​では、​1024QAM​の​サポート​が​義務付け​ら​れ​てい​ます。​また、​サブ​キャリア​間隔​は​わずか​78.125 kHz​となり​ます。​そのため、​同​規格​に​対応​する​機器​に​は、​位相​ノイズ​性能​に​優​れ​た​発振器​と、​線形​性​の​高い​RF​フロント​エンド​が​必要​に​なり​ます。​一方、​DUT(テスト​の​対象​と​なる​デバイス)​の​テスト​に​使用​する​計測​器​に​は、​EVM(エラー​ベクトル​振幅)​の​ノイズ​フロア​が​DUT​の​ノイズ​フロア​より​も​格段​に​低い​こと​が​求め​ら​れ​ます。

表​3​に、​IEEE 802.11ax​に​準拠​する​機器​に​求め​られる​で​あ​ろう​EVM​の​レベル​を​示し​ます。

 

16QAM

64QAM

256QAM

1024QAM

IEEE 802.11ax​における​EVM​の​要件

-19 dB

-27 dB

-32 dB

-35 dB

表​3. IEEE 802.11ax​における​EVM​の​要件

 

ナショナル​イン​ス​ツル​メンツ​(NI)​は、​RF​対応​の​ベクトル​信号​トランシーバ​(VST)​と​NI WLAN Measurement Suite​を​組み合わせ​た​無線​LAN​テスト​システム​を​提供​し​てい​ます。​これ​により、​IEEE 802.11ax​に​対応​する​信号​の​生成​と​解析​を​行う​こと​が​でき​ます。​この​システム​の​ソフトウェア​は、​BPSK(MCS0)​から​1024QAM(MCS10、​MCS11)​まで​の​波形​に​対応​し​ます。​また​VST​は、​RF​関連​の​特性​評価​と​製造​現場​で​行​われる​テスト​の​ニーズ​に​対応​可能​な​最高​レベル​の​EVM​測定​機能​を​提供​し​ます。

 

絶対​周波数​誤差​と​相対​周波数​誤差

OFDMA​に​対応​する​システム​は、​周波数​と​クロック​の​オフセット​に​非常​に​敏感​です。​そのため、​IEEE 802.11ax​の​OFDMA​では、​非常​に​厳格​な​周波数​同期​と、​クロック​に対する​オフセット​補正​を​実現​する​こと​が​求め​ら​れ​ます。​それ​により、​すべて​の​STA​が、​正確​に​割り当て​ら​れ​た​サブ​チャンネル​内​で、​最小​の​スペクトル​リーク​で​動作​する​こと​が​保証​さ​れ​ます。​また、​タイミング​に関する​厳格​な​要件​により、​マルチ​ユーザ​に​対応​する​AP​の​トリガ​フレーム​に対して、​すべて​の​STA​が​同時に​応答​を​送信​する​こと​が​可能​に​なり​ます。

4G LTE​に​対応​する​システム​の​場合、​基地​局​では、​GPS​を​利用​した​基準​クロック​によって、​関連​する​すべて​の​機器​の​同期​を​とる​こと​が​できる​という​メリット​が​得​ら​れ​ます。​それ​に対し、​IEEE 802.11ax​の​AP​では、​その​よう​な​メリット​は​享受​でき​ない​見込み​です。​そのため、​独自​の​内蔵​発振器​を​基準​として​システム​の​同期​を​維持​する​必要​が​あり​ます。​STA​は、​AP​から​受信​した​トリガ​フレーム​に​含​ま​れる​オフセット​情報​を​抽出​する​こと​により、​それぞれ​の​内蔵​クロック​と​周波数​リファレンス​の​調整​を​実施​し​ます。

IEEE 802.11ax​に​対応​する​機器​の​周波数/​クロック​オフセット​の​テスト​に​は、​以下​の​よう​な​項目​が​含​まれ​ます。

  • 絶対​周波数​誤差: DUT​から​IEEE 802.11ax​の​フレーム​を​送信​し、​テスト​用​の​計測​器​によって​標準​リファレンス​に対する​周波数​の​ずれ​と​クロック​の​オフセット​を​測定​する。​同​802.11ac​の​仕様​と​同様​に​なる​予定​で​あり、​許容​範囲​は​±20 ppm​程度​に​なる​見込み

図​14. 絶対​周波数​誤差​を​測定​する​ため​の​シンプル​な​構成

 

  • 相対​周波数​誤差:​アップ​リンク​の​マルチ​ユーザ​伝送​に​参加​する​STA​が、​AP​の​周波数​に​応​じ​て​自ら​を​調整​する​機能​を​テスト​する。​その​テスト​の​手順​は​2​つ​の​ステップ​で​構成​さ​れる。​まず、​テスト​に​使用​する​計測​器​から​DUT​に対して​トリガ​フレーム​を​送信​する。​DUT​は、​その​トリガ​フレーム​から​取得​した​周波数/​クロック​の​情報​に​基​づ​い​て​自ら​の​調整​を​実施​する。​続​い​て、​DUT​は、​周波数​を​補正​した​フレーム​によって​応答​を​行う。​それらの​フレーム​の​周波数​誤差​を​テスト​用​の​計測​器​によって​測定​する。​搬送波​周波数​の​オフセット​と​タイミング​を​補正​した​後、​周波数​オフセット​の​許容​範囲​は​350 Hz​未満、​AP​の​トリガ​フレーム​に対する​タイミング​誤差​は​±0.4 μs​程度​という​非常​に​厳しい​規定​に​なる​見込み​で​ある

図​15. 相対​周波数​誤差​を​測定​する​ため​の​構成

STA​の​電力​制御

周波数​と​クロック​の​誤差​を​抑える​こと​以外​に​も​重要​な​要件​が​あり​ます。​アップ​リンク​の​マルチ​ユーザ​伝送​を​行​って​いる​際、​AP​が​受信​する​電力​は、​すべて​の​ユーザ​にわたって​大​きく​ばら​つい​てい​て​は​なり​ま​せん。​そのため、​AP​は​個々​の​STA​の​送信​電力​を​制御​する​必要​が​あり​ます。​AP​は、​各​STA​の​送信​出力​の​情報​を​含む​トリガ​フレーム​を​使用​する​こと​が​可能​です。​周波数​誤差​の​テスト​と​同様​に、​開発​時には​2​つ​の​ステップ​によって​この​機能​を​テスト​する​こと​が​でき​ます。

 

アクセス​ポイント​の​受信​機​の​感度

IEEE 802.11ax​では、​AP​が​クロック​や​周波数​の​リファレンス​として​機能​し​ます。 この​点​から、​その​受信​機​の​感度​の​テスト​は​さらに​難易度​の​高い​もの​に​なり​ます。​パケット​誤り​率​の​感度​の​テスト​を​行う​際、​パケット​を​AP​に​送信​する​前​に​テスト​用​の​計測​器​を​AP​に​ロック​オン​しな​け​れ​ば​なら​ない​から​です。

トリガ​フレーム​の​送信​によって​AP​が​動作​を​開始​すると、​テスト​用​の​計測​器​は​自ら​の​周波数​と​クロック​を​AP​に​適合​さ​せ​た​うえ​で、​想定​さ​れる​構成​(コン​フ​ィ​ギ​ュ​レ​ー​ション)​において​決定​済み​の​パケット​数​により、​DUT​で​ある​AP​に​応答​し​ます。

この​テスト​では、​IEEE 802.11ax​における​相対​周波数​誤差​の​要件​が​厳しい​ことに​起因​する​課題​が​生​じ​ます。 テスト​に​使用​する​計測​器​は、​AP​が​送信​する​トリガ​フレーム​から​非常​に​正確​な​周波数/​クロック​の​情報​を​得る​必要​が​あり​ます。 周波数/​クロック​を​適切​に​同期/​補正​する​に​は、​複数​の​トリガ​フレーム​に対して​演算​を​実行​する​必要​が​ある​かも​し​れ​ま​せん。 その​処理​は、​テスト​において、​かなり​大きな​遅延​を​発生​させる​原因​に​なる​可能性​が​あり​ます。

テスト​を​より​短時間​で​実行​する​ため​の​1​つ​の​解決​策​として​は、​AP​から​リファレンス​と​なる​クロック​を​出力​し、​その​クロック​に、​テスト​用​の​計測​器​が​ロック​できる​よう​に​する​という​手法​が​考え​ら​れ​ます。​そのようにすれば、​トリガ​フレーム​に​基づく​初期​の​同期​処理​が​不要​に​なり​ます。 その​結果、​AP​の​レシーバ​の​感度​を​テスト​する​ため​に​要する​時間​が​短縮​さ​れ​ます。

 

アップ​リンク​の​帯域​内​輻射

STA​は、​OFDMA​モード​で​動作​する​場合、​AP​が​決定​した​RU​割り当て​を​用​い​て​AP​へ​の​送信​を​行い​ます。 つまり、​STA​は​チャンネル​の​一部​しか​使用​しま​せん。 これ​を​受け​て、​IEEE 802.11ax​では、​アップ​リンク​の​帯域​内​輻射​テスト​が​規定​さ​れる​可能性​が​あり​ます。​その​テスト​は、​送信​機​が、​割り当て​ら​れ​た​周波数​の​一部​のみ​を​使用​する​場合​に​生じる​輻射​の​特性​評価​と​測定​を​行う​という​もの​に​なる​はず​です。

16. アップ​リンク​の​帯域​内​輻射​テスト​に​使用​する​マスク​の例

 

高次​の​MU-​MIMO

IEEE 802.11ax​に​対応​し、​最大​8​つ​の​アンテナ​を​備える​機器​の​MIMO​動作​を​テスト​した​場合、​各​アンテナ​の​シグナル​チェーン​(アンテナ・​RF​フロント​エンド・​ADC/​DAC​を​含む​デジタル​回路​など​から​なる​一連​の​信号​経路)​を​テスト​した​場合​と​は​まったく​異なる​結果​が​得​られる​可能性​が​あり​ます。 例えば、​各​アンテナ​から​の​信号​が​互いに​極度​の​干渉​を​起​こ​し、​出力​や​EVM​性能​に​影響​が​及​んで、​スループット​が​大​きく​劣化​する​といった​こと​が​起​こ​り​うる​から​です。

 

まとめ

IEEE 802.11ax​により、​多数​の​ユーザ​が​存在​する​高密度​の​環境​でも、​ユーザ​当たり​の​平均​データ​スループット​が​4​倍​に​向上​する​見込み​です。​この​効率​改善​を​もたらす​最大​の​要因​は、​MU-​MIMO​と​OFDMA​という​2​つ​の​物理​層​の​マルチ​ユーザ​技術​と、​システム​の​空間​密度​が​高まる​シナリオ​を​想定​した​MAC​技術​を​採用​した​こと​です。​混雑​した​環境​における​周波数​の​利用​効率​を​改善​できる​こと​から、​同​規格​は​かつて​ない​ほど​急速​に​普及​する​可能性​が​あり​ます。​しかし、​同​規格​が​定める​機能​を​実装​する​際​に​は、​素晴らしい​構想​の​具現​化​を​目指す​研究者、​設計​者、​技術​者​の​前​に​まったく​新た​な​課題​が​立ち​は​だ​か​り​ます。

NI​は​柔軟性​に​優​れ​た​モジュール​式​の​プラットフォーム​を​提供​し​てい​ます。​サブ​キャリア​間隔​が​1/4​と​なる​1024QAM​の​測定​向け​に​は、​クリーン​な​発振器​と​低い​EVM​フロア​を​備える​高性能​の​ハードウェア​を​用意​し​てい​ます。​また、​WLAN Measurement Suite​は、​まだ​初期​段階​に​ある​IEEE 802.11ax​の​最新​動向​を​常に​把握​し​ながら、​同​規格​に​対応​する​機器​の​設計、​特性​評価、​検証、​テスト​を​行い、​マルチ​ユーザ​対応​という​大​変革​に​向け​て​準備​を​整​えて​いる​ユーザ​を​強力​に​支援​し​ます。


IEEE 802.11ax​に​向け​た​NI​の​取り組み

NI​は、​世界​で​最も​重要​な​エンジニアリング​分野​の​課題​を​解決​する​ため​の​プラットフォーム​ベース​の​システム​を​研究者​や​技術​者​に​提供​し​てい​ます。​また​NI​は、​標準化​団体​や​主要​な​半導体​企業​と​協力​し、​IEEE 802.11ax(ドラフト​0.1)​を​含む​最新​ワイヤレス​通信​規格​の​設計、​特性​評価、​検証、​テスト​を​行う​ため​の​システム​や​ツール​の​開発​に​も​取り​組​んで​い​ます。

図​17. NI VST​と​WLAN Measurement Suite​を​使​え​ば、​IEEE 802.11​向け​の​テスト​システム​を​構築​できる。

PXI​ベース​の​RF​計測​器​で​あり、​1​台​に​1RF​入力・​1RF​出力​を​統合​した​VST​と​WLAN Measurement Suite​を​組み合わせる​こと​で、​IEEE 802.11ax​に​対応​する​機器​向け​の​強力​な​モジュール​式​テスト​ソリ​ュ​ー​ション​を​構築​する​こと​が​でき​ます。​WLAN Measurement Suite​は、​研究者​や​設計​者、​技術​者​に対し、​IEEE 802.11a/​b/​g/​n/​j/​p/​ac/​ah/​af​など​の​広範​な​規格​に​対応​する​波形​を​生成/​解析​する​ため​の​機能​と​柔軟性​を​提供​し​ます。​その​最新​版​は、​IEEE 802.11ax​を​ターゲット​として​い​ます。​これ​を​利用​する​こと​で、​同​規格​に​対応​する​機器​の​開発​を​加速​する​こと​が​でき​ます。 同​ソフトウェア​は、​狭​め​ら​れ​た​サブ​キャリア​間隔、​1024QAM、​MU-​OFDMA​といった​IEEE 802.11ax​の​主要​な​特徴​に​対応​し​ます。​また、​その​最新​版​に​は、​システム​開発​ソフトウェア​で​ある​LabVIEW​の​サンプル​コード​が​付属​し​てい​ます。​それら​を​利用​する​こと​によって、​無線​LAN​に関する​自動​計測​システム​を​短期間​で​容易​に​自動化​する​こと​が​可能​に​なり​ます。

 

 

 

参考文献

 

[1] http://​auto.ferrari.com/​en_US/​sports-​cars-​models/​car-​range/​california-​t/​#specifications.​(2016​年​4​月​29​日​現在)

[2] https://​newsroom.cisco.com/​press-​release-​content?​articleId=1741352.​(2016​年​5​月​1​日​現在)

[3] IEEE:IEEE 802.11-16/0024r1, Proposed TGax (ドラフト​仕様)

[4] IEEE 802.11-15/0132r16, Specification Framework Document (仕様​の​フレーム​ワーク​の​ドキュメント)