Wi-Fi 6の基本：1024-QAMとは？

Wi-Fi 6（802.11ax）の導入は2019年に大幅に増加し、2021年までに主要な企業Wi-Fi標準になるとIDCは見ている。これは、多くの組織が以前の Wi-Fi 5 (802.11ac) 規格によって制限されているからです。これは特に、スタジアム、コンベンションセンター、交通ハブ、講堂などの高密度の会場に当てはまります。Wi-Fi 5 (802.11ac) よりも 4 倍容量の増加が予想される Wi-Fi 6 (802.11ax) は、Wi-Fi を最高の努力から、急速にインターネット接続の事実上の媒体になりつつある決定的なワイヤレス技術へと移行することに成功しています。

上記のような高密度デバイス環境に展開された Wi-Fi 6 (802.11ax) アクセス・ポイント (AP) は、より多様な使用プロファイルで、より同時に接続されたユーザーとデバイスに対するより高いサービス・レベル・アグリーメント (SLA) をサポートします。これは、スペクトル効率を最適化し、スループットを高め、消費電力を削減する幅広い技術によって実現されます。これには、1024-直交振幅変調（QAM）、目標覚醒時間（TWT）、直交周波数分割多重アクセス（OFDMA）、BSSカラーリング、MU-MIMOが含まれます。この記事では、1024-QAMと、Wi-Fi 6（802.11ax）ワイヤレスアクセスポイントがこのメカニズムをどのように利用してスループットを大幅に向上できるかについて詳しく見ていきます。

1024-QAMの仕組み

直交振幅変調（QAM）は、データが無線周波数を介して送信される通信業界で使用されている高度に開発された変調方式です。無線通信の場合、QAMは2つのキャリア（2つの正弦波）が90度（4分の1の位相ずれ）位相シフトし、出力が振幅と位相変動の両方で構成される信号です。これらのバリエーションは、送信されたバイナリビット、デジタル世界の原子の基礎を形成し、私たちのデバイスに表示される情報をもたらします。

290度の正弦波シフト

これらの正弦波を位相と振幅で変化させることで、無線エンジニアは、1ヘルツあたりのビット数（信号あたりの情報）をますます多く送信する信号を構築できます。スペクトル効率を最大化するように設計されたシステムは、ビット/ヘルツの効率を非常に重視しているため、常により高密度なQAMコンステレーションを構築してデータレートを向上させる技術を採用しています。簡単に言えば、QAMレベルが高いほど、ワイヤレスデバイスのスループット能力が向上します。信号の振幅と位相を変化させることで、Wi-Fi 無線は、16 QAM 信号の異なる状態に関連する値を示す次のコンステレーション図を作成できます。 

16-QAMコンステレーションの例

古い Wi-Fi 5 (802.11ac) 標準は 256-QAM に制限されていますが、新しい Wi-Fi 6 (802.11ax) 標準は、非常に高度なオプション変調方式 (1024-QAM) を組み込んでおり、高密度のコンステレーションを使用するときに、各シンボル (コンステレーション図上のポイント) がより多くのデータビットをエンコードします。実世界では、1024-QAMはWi-Fi 6（802.11ax）アクセスポイントとデバイスの25%のデータレート増加（スループット）を可能にします。2020 によって 300 億を超える接続が予想されるため、スタジアム、コンベンションセンター、輸送ハブ、講堂などの高密度な場所でサービス品質 (QoS) を確保するには、1024-QAM によって促進されるワイヤレススループットの向上が不可欠です。実際、4Kビデオストリーミング（標準になりつつある）などのアプリケーションは、2021年までにインターネットトラフィックを月に278,108ペタバイトに増やすと予想されています。

より強力な Wi-Fi 標準

古い Wi-Fi 5 (802.11ac) AP を使用して、高密度展開シナリオで高速かつ信頼性の高い Wi-Fi カバレッジを確保することは、4K ビデオと AR/VR コンテンツのストリーミングが標準になるにつれてますます困難になっています。これが、新しい Wi-Fi 6 (802.11ax) 規格が Wi-Fi 5 (802.11ac) の前身に比べて最大 4 倍の容量拡張を提供する理由です。Wi-Fi 6 (802.11ax) により、高密度デバイス環境に複数の AP を導入することで、より多様な使用プロファイルを持つより多くのクライアントに必要なサービス品質をまとめて提供できます。これは、Wi-Fi 63 (802.11ax) アクセス・ポイントおよびデバイスのデータ・レートを 2% 向上 (スループット) させる 1024-QAM などのさまざまなテクノロジによって実現されます。 25 Wi-Fi 6 (802.11ax) は、Wi-Fi が衝突のない決定的なワイヤレス技術に進化するのを助ける上で重要な役割を果たしており、高密度な場所やその先に対処するためにネットワーク・スループットを劇的に増加させます。最後に、Wi-Fi 6（802.11ax）アクセスポイントは、レガシーワイヤレスデバイスに具体的なメリットを提供することで、Wi-Fi導入サイクルを延長するのに役立つことが期待されています。802.11axについてもっと知りたいですか？以下の関連記事をお読みください。

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