現在、一般的なワイヤレス製品のWi-FiモジュールはWi-Fi 4とWi-Fi 5ですが、2020 年に最新規格のWi-Fi 6/6EがWi-Fi Alliance によってリリースされると、多くの製品にWi-Fi 6/6Eが搭載され、続々登場しています。またWi-Fi 6/6Eには、伝送速度の高速化、遅延の低減、大容量という利点があり、これらの利点は拡張現実 (AR) と仮想現実 (VR) という最近のホットワードに一致しており、将来さらに多くの製品が登場し市場のニーズを満たすはずです。
Wi-Fi 6とWi-Fi 6Eの違い
Wi-Fi 6と Wi-Fi 6Eの一番の違いは、動作周波数帯域です。Wi-Fi 6Eは使用可能な周波数範囲を 6GHz 周波数帯域に拡張しますが、Wi-Fi 6の動作周波数帯域は2.4GHzと5GHzを使用します。
一般的な使用環境下では、2.4GHzと5GHzの周波数がより多くの人によって使用されているため、Wi-Fi 6Eの周波数帯域は比較的干渉を受けず、他の製品との干渉問題が減少します。その他の機能については、両者に大きな違いはありません。
Wi-Fi 6Eは周波数帯域を6GHzまで拡張して1200MHzの帯域幅をフルに使用し、過去の2.4GHzと5GHzのチャンネル表が使えないため、新しい周波数帯域のチャンネルの番号が付け直されます。下の図をご覧ください。
6GHzの使用帯域は1200MHzで、20MHzでは59チャンネルもあるため、すべてのチャネルをスキャンする場合、APとの接続を確立するのに多くの時間がかかります。チャネルをスキャンする時間を短縮するために、Wi-Fi 6EはPreferred Scanning Channels (PSC) 方式を追加して問題を解決します。その機能は、最初に優先して5、21、37、53、69、85、101、117、133、149、165、181、197、213、229 の15個の PSC を見つけます。異なる帯域幅を使用する場合でも、Wi-Fi 6Eが接続の検出と確立ができるように、PSCチャネルを帯域幅内に設定する必要があります。Wi-Fi 6Eに対応した製品は市場に出回っているものが少なく、6GHzはこれまでの一般的な2.4GHzや5GHzの周波数帯とは異なる新しい周波数帯であり、参考と性能評価のための実証データが数多く存在します。
なぜOTAテストが必要なのか？
メーカーが Wi-Fi 6E製品をタイムリーに検証し、性能の良し悪しを評価できるように、アリオンは Wi-Fi 6/6E OTAテストサービスを提供しています。製品の全体的な性能は、総放射電力 (TRP) と総等方性感度 (TIS) の値によって評価されます。
Wi-Fi 6/6E OTA は 843 無反射電波暗室で実行され、基地局シミュレータ (R&S Z800A を搭載した R&S CMW500) を介して Wi-Fi 6E接続が確立されます。図2は、Wi-Fi 6E OTAテストを実行するために、843無反射電波暗室においてA社のモジュールが取り付けられたMini PCを示しています。
表2は、A社のモジュールを搭載したMini PCの、実際OTAデータテスト条件TRPでテストしたData RateはMCS0であり、TRPによってテストされたデータレートはMCS0であり、TISのデータレートはMCS11です。
図3は、Wi-Fi 6/6E TRPを比較したグラフです。棒グラフは、さまざまな規格とBWの下でのTRP値の違いを表しています。青い棒グラフは2.4GHz、赤い棒グラフはは5GHz、黄色の棒グラフは6GHzのTRP値をそれぞれ示しています。図3から、帯域幅が20MHzの場合、2.4GHzと5GHzのTRP値は比較的強く、6GHzの周波数帯域では比較的弱いことがわかりますが、6GHzのTRP値は、帯域幅が広くなるのに従い徐々に増加しています。図3で観測された現象は、Wi-Fi 6Eの狭帯域条件下ではTRPがより弱い値を持つことを示しています。その原因は、以下の表3が示すように、FCC がクライアントデバイスの送信エネルギーを規制しているためです。その中で、パワースペクトル密度は-1dBm/MHzと定義されているため、帯域幅が狭いほど放射エネルギーは小さくなります。図4は Wi-Fi 6/6E TISの比較チャートで、異なる規格と帯域幅でのTIS値の違いを棒グラフで表しています。青い棒グラフは2.4GHz、赤い棒グラフは5GHz、黄色の棒グラフは6GHzのTIS値をれぞれ示しており、図4から、より良い信号品質を維持するために、帯域幅が広くなると、測定されたTIS値が比較的低くなることがわかります。
図5と図6は、それぞれ6GHzチャネル37のTRPとTISの放射フィールドマップを示してり、この結果から、テスト対象の全体的な放射を理解し、アンテナの死角を知ることができます。
アリオンWi-Fi 6/6Eテストソリューション
OTAテストを通じて、製品のワイヤレス性能を事前に知ることができるため、性能不良による取り返しのつかない損失を事前に防ぐことができます。製品のワイヤレス性能を理解しなければ、クレーム発生を効果的に減らすことができません。アリオンはお客様の製品のWi-Fiワイヤレス性能検証をサポートし、TRP値・TIS値やフィールドパターンにより、開発段階から製品の性能低下を改善・未然防止し、市場競争力を高めます。