「無線LAN」の根幹技術【前編】
無線LANを高速化する「MU-MIMO」は「SISO」と何が違うのか
無線LANを高速化する重要な技術に「マルチユーザーMIMO」(MU-MIMO)がある。これを正しく理解するために知っておくべきポイントを紹介する。
無線LANの長年の問題は接続デバイス数の増加に伴うトラフィック(データ量)増だ。大都市の人口増加が招く交通渋滞と同じように、無線LANも接続するクライアントデバイス数が増えればトラフィックは増える。その解消に役立つ技術が「MIMO」(Multiple Input Multiple Output)だ。複数のアンテナを使って無線LANアクセスポイント(AP)とクライアントデバイス間のデータ送受信を効率化する。
「MU-MIMO」(マルチユーザーMIMO)は、MIMOを複数のクライアントデバイスで同時に利用できるようにする技術だ。無線LAN規格「IEEE 802.11ac」(Wi-Fi Allianceによる名称は「Wi-Fi 5」)で初めて搭載された。クライアントデバイスの接続数が増える中、無線LANを高速化する上での大きな役割を果たした。
無線LANを革新したMU-MIMOについて知っておくべきポイントを解説する。
「SISO」から「MU-MIMO」へ
MU-MIMOは、APが利用する電波の帯域幅を複数の空間ストリーム(通信経路)に分割する。これによって単一のAPが同時に複数のクライアントデバイスと接続できるようになる。Wi-Fi 5で利用可能な「4x4」のMU-MIMOは、単一のAPが4本のアンテナを使って最大4台のクライアントデバイスと同時に通信できる。「IEEE 802.11ax」(Wi-Fi Allianceによる名称は「Wi-Fi 6」)は、最大8つのアンテナを使ってMU-MIMOを利用できるようになる。
初期の無線LANでは、単一のAPが同時に接続できるのは単一のクライアントデバイスのみだった。これを「SU-SISO」と呼ぶ。SUはシングルユーザー、SISOはSingle Input Single Outputの略だ。その後「IEEE 802.11n」(Wi-Fi Allianceによる名称は「Wi-Fi 4」)で「SU-MIMO」が採用され、複数のアンテナを使って複数の空間ストリームを利用することが可能になった。単に「MIMO」と言う場合はSU-MIMOを指していることが一般的だ。SU-MIMOが登場したことでAPとクライアントデバイス間のデータ送受信の効率性は一気に高まった。
MU-MIMOになってさらに進化したのは、複数の空間ストリームを利用する技術を、同時に複数のクライアントデバイスに使えるようになったことだ。使用可能な帯域幅を複数のクライアントデバイスに動的に割り当てる。これによってクライアントデバイスが密集するエリアでも効率的にデータを送受信できる。
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