WiGig

IEEE 802.11に基づく無線ローカルエリアネットワークの種類

WiGig （ 60GHz Wi-Fiとも呼ばれる^）[1]は、60GHz帯の無線ネットワークプロトコル群を指します。 ^[2]これには、現在のIEEE 802.11ad規格とIEEE 802.11ay規格が含まれます。^[3]

WiGig 仕様により、デバイスはワイヤレスでマルチギガビットの速度で通信できます。これにより、従来の無線 LAN デバイスの機能を補完する高性能なワイヤレス データ、ディスプレイ、オーディオ アプリケーションが可能になります。2.4、5、60 GHz 帯域で動作する WiGig トライバンド対応デバイスは、既存の Wi-Fi デバイスとの互換性を維持しながら、最大 7  Gbit / s (11ad の場合) のデータ転送速度を実現します。これは、8 バンド802.11ac伝送とほぼ同速度で、 802.11n の最高速度の 11 倍以上です。60 GHzミリ波信号は通常、壁を透過できませんが、WiGig システムに組み込まれているビームフォーミングを使用して、壁、天井、床、および物体からの反射によって伝播できます。^[4] 60 GHz のカバレッジから離れてローミングする場合、プロトコルは他のより低い帯域を使用するように切り替えることができます。どちらの帯域も壁を透過して伝播でき、高速度が不要な場所ではデータ速度が大幅に低くなります。^{[5] [6]}

802.11ayは20～40 Gbit/sの伝送速度と300～500メートルの拡張伝送距離を備えています。^{[7] 802.11ayは、2019年にリリースされた同様の名称の}802.11axと混同しないでください。802.11ay規格は、はるかに高い周波数で動作するように設計されています。802.11axの低い周波数は、11ay規格では困難であった壁の貫通を可能にします。^[8] WiGigという名前は、IEEE 802.11adの採用を促進するために設立された最初の団体であるWireless Gigabit Allianceに由来しています。しかし、現在はWi-Fi Allianceによって認定されています。^[9]

歴史

• 2009年5月、IEEE 802.11adプロトコルを推進するためにワイヤレスギガビットアライアンスの設立が発表されました。 ^{[10] [11] [12] [13] [14] [15]}
• 2009年12月に完成したWiGig仕様バージョン1.0が発表された。^{[16] [17] [18] [19] [20]}
• 2010年5月、WiGigアライアンスは、仕様の公開、アダプタープログラムの開始、およびWi-Fi技術の拡張に協力するためのWi-Fiアライアンスとの連絡協定を発表しました。 ^{[21] [22]}
• 2011年6月、WiGigは認証対応バージョン1.1仕様のリリースを発表しました。^[21]
• 2012年12月、IEEE規格協会はIEEE 802.11規格ファミリー全体の修正としてIEEE 802.11ad-2012を発行した。^[23]
• 2016年、Wi-FiアライアンスはWiGig製品の認証プログラムを開始しました。^[24]
• 第2世代WiGig規格であるIEEE 802.11ayは、2021年7月28日に公開されました。^[25]

仕様

WiGig MACおよびPHY仕様バージョン1.1には、以下の機能が含まれています。^{[26] [27]}

• 最大7  Gbit / sのデータ転送速度をサポート - 802.11nの最高速度の11倍強
• 802.11メディアアクセス制御（MAC ）層を補足および拡張し、 IEEE 802.11標準と下位互換性があります。
• 物理層により、低消費電力で高性能な WiGig デバイスが実現し、ギガビット/秒の速度での相互運用性と通信が保証されます。
• プロトコル適応層は、PC周辺機器のデータバスやHDTV、モニター、プロジェクターのディスプレイインターフェースなど、特定のシステムインターフェースをサポートするために開発されています。
• ビームフォーミングをサポートし、最大10メートルの堅牢な通信を実現します。ビームは、個々のアンテナ素子の送信位相を調整することでカバレッジエリア内を移動します。この技術はフェーズドアレイアンテナビームフォーミングと呼ばれます。
• WiGigデバイスで広く使用されている高度なセキュリティと電源管理

アプリケーション

2010年11月3日、WiGigアライアンスはWiGigバージョン1.0のA/VおよびI/Oプロトコル適応層（PAL）仕様を発表しました。^[21]アプリケーション仕様は、PC周辺機器の拡張やHDTV、モニター、プロジェクターのディスプレイインターフェースなど、特定のシステムインターフェースをサポートするために開発されました。

WiGig ディスプレイ拡張機能

• オーディオ/ビジュアルデータのワイヤレス伝送をサポート
• 高帯域幅デジタル コンテンツ保護2.0 機能を含むワイヤレスDisplayPortおよびその他のディスプレイ インターフェイスを有効にします。
• 軽く圧縮されたビデオや圧縮されていないビデオをコンピュータやデジタルカメラから HDTV、モニター、プロジェクターに送信するなど、主要な A/V アプリケーションを提供します。

WiGigバス拡張とWiGigシリアル拡張。WiGigバス拡張（WBE）は2011年に会員向けに提供されました。^[28]

• 60 GHzを超える広く使用されているコンピュータインターフェースの高性能ワイヤレス実装を定義する
• ストレージやその他の高速周辺機器への接続など、任意の 2 つのデバイス間のマルチギガビット無線接続を可能にします。

競争

WiGig は、一部のアプリケーションではWirelessHDなどの他の 60 GHz 周波数帯域伝送規格と競合します。

チャンネル

60 GHz WiGig チャネル v t e
チャネル 2.16 GHz	周波数（GHz）			チャネル 4.32 GHz		チャネル 6.48 GHz			チャネル 8.64 GHz					チャネル 1.08 GHz	周波数（GHz）
	中心	分。	マックス。												中心	分。	マックス。
1	58.32	57.24	59.40	9	—	17	—	—	25	—	—	—		33	57.78	57.24	58.32
2	60.48	59.40	61.56		10		18			26		34		58.86	58.32	59.40
3	62.64	61.56	63.72	11				19			27	35		59.94	59.40	60.48
4	64.80	63.72	65.88		12	20						28		36	61.02	60.48	61.56
5	66.96	65.88	68.04	13			21		29					37	62.10	61.56	62.64
6	69.12	68.04	70.20		14			22		—				38	63.18	62.64	63.72
7	71.28	70.20	72.36	15		—					—			39	64.26	63.72	64.80
8	73.44	72.36	74.52		—		—					—		40	65.34	64.80	65.88

地域ごとの周波数割り当ては地域によって異なり、一部の地域では利用可能なチャンネル数が制限されています。2016年10月現在、6チャンネルすべてに対応しているのは米国のみであり、他の地域もこれに追随することを検討しています。^[29]

シングルキャリアおよびControl-PHYデータレート

MCS 指数	変調 方式	コーディング 率	物理レート（Mbit/s）	感度電力 （dBm）	送信EVM （dB）
0 (制御-PHY)	ビットあたり32π⁄2 - BPSK チップのDSSS	1/2	27.5	−78	−6
1	π ⁄ 2 - BPSK（各ビットを2回繰り返す）	1/2	385	−68	−6
2	π ⁄ 2 - BPSK	1/2	770	−66	−7
3		5/8	962.5	−65	−9
4		3/4	1155	−64	−10
5		13/16	1251.25	−62	−12
6	π ⁄ 2 - QPSK	1/2	1540	−63	−11
7		5/8	1925	−62	−12
8		3/4	2310	−61	−13
9		13/16	2502.5	−59	−15
10	π ⁄ 2 -16-QAM	1/2	3080	−55	−19
11		5/8	3850	−54	−20
12		3/4	4620	−53	−21

OFDMデータレート

OFDM モードの使用は廃止され、802.11-2020 では削除されました。

MCS 指数	変調 方式	コーディング 率	物理レート （Mbit/s）	感度 （dBm）	EVM （dB）
13	SQPSK	1/2	693	−66	−7
14		5/8	866.25	−64	−9
15	QPSK	1/2	1386	−63	−10
16		5/8	1732.5	−62	−11
17		3/4	2079	−60	−13
18	16- QAM	1/2	2772	−58	−15
19		5/8	3465	−56	−17
20		3/4	4158	−54	−19
21		13/16	4504.5	−53	−20
22	64QAM	5/8	5197.5	−51	−22
23		3/4	6237	−49	−24
24		13/16	6756.75	−47	−26

低電力シングルキャリアデータレート

MCS 指数	変調 方式	コーディング 率	物理レート （Mbit/s）	感度 （dBm）	EVM （dB）
25	π ⁄ 2 -BPSK	13/28	626	−64	−7
26		13/21	834	−60	−9
27		52/63	1112	−57	−10
28	π ⁄ 2 -QPSK	13/28	1251		−12
29		13/21	1668		−12
30		52/63	2224		−13
31		13/14	2503		−15

参照

• IEEE 802.11ad
• IEEE 802.11ay
• IEEE 802.11aj
• Gi-Fi
• ブルートゥース
• IEEE 802.15
• メディアに依存しないUSB
• 超広帯域（UWB）
• ワイヤレスHDMI :
  • WiDiバージョン3.5～6.0はMiracastをサポートしますが、廃止されました。
  • Miracast（ワイヤレスディスプレイ技術）
  • ワイヤレスHD
  • ワイヤレス ホーム デジタル インターフェース(WHDI)
• ワイヤレスUSB
• ジグビー
• LTE-WLANアグリゲーション
• Wi-Fiダイレクト
• ミリ波/FR2

IPベース:

• Chromecast（IP 経由の独自メディア ブロードキャスト:オーディオまたはオーディオビジュアルの再生用のGoogle Cast ）
• AirPlay（独自のIPベース）
• デジタルリビングネットワークアライアンス（DLNA）（IPベース）

モバイル機器用ポート/ケーブル規格

• モバイルハイビジョンリンク – MHL
• SlimPort（Mobility DisplayPort）、別名MyDP

参考文献

1. 「IEEE 802.11ad 60GHz マイクロ波 Wi-Fi」。^{[リンク切れ]}
2. 「60GHzワイヤレスネットワークプロトコルについて」。
3. 「Wi-Fi Allianceが802.11acをWi-Fi 5としてリブランド、802.11axをWi-Fi 6として採用」2018年10月3日。
4. Smulders, Peter (2009年8月18日). 「60GHz屋内無線チャネルの統計的特性評価 [招待論文]」. IEEE Transactions on Antennas and Propagation . 57 (12): 2820– 2829. doi :10.1109/TAP.2009.2030524.
5. 「802.11adは究極のケーブル代替品か？」ブロードバンドテクノロジーレポート（BTR）。
6. 「ミリ波伝搬：スペクトル管理への影響」（PDF）。連邦通信委員会技術局、公報第70号、1997年7月。
7. 「IEEE 802.11ay / NG60 – 次世代60GHz」www.elektronik-kompendium.de (ドイツ語) . 2021年4月24日閲覧。
8. 「802.11ay ワイヤレス テクノロジー: 次世代 60GHz WiFi」。
9. 「WiGigとは」5g.co.uk。
10. ニッチェ、トーマス;コルデイロ、カルロス。フローレス、アドリアナ。ナイトリー、エドワード。ペライア、エルダド。ウィドマ​​ー、イェルク (2014 年 12 月 11 日)。 「IEEE 802.11ad: マルチギガビット/秒 Wi-Fi のための指向性 60 GHz 通信 [招待論文]」。IEEE コミュニケーション マガジン。52 (12): 132–141。土井:10.1109/MCOM.2014.6979964。
11. Higginbotham, Stacey (2009年5月6日). 「WiGig Alliance、家庭向け6Gbpsワイヤレスを推進」. GigaOm . 2009年5月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年11月14日閲覧。
12. Takahash, Dean (2009-05-06). 「WiGig Alliance、超高速ワイヤレスビデオ転送を家庭に導入へ」VentureBeat .
13. 「WiGigが60GHzワイヤレス開発を統合」Wi-Fiネットニュース。
14. Higgins, Tim (2009-05-08). 「なぜWiGigなのか？」Small Net Builder .
15. Reardon, Marguerite (2009年5月7日). 「テック大手が超高速WiGig規格を支持」CNET .
16. Murph, Darren (2009年12月10日). 「WiGig Alliance、マルチギガビット60GHz無線仕様を完成：ストリーミングの始まり」Engadget .
17. Merritt, Rick (2009年12月10日). 「WiGigグループ、60GHz仕様で初のピークを発表」EE Times .
18. Hachman, Mark (2009年12月10日). 「WiGig Allianceが仕様を最終決定、2010年にトライバンドWi-Fiは実現か？」PC Mag .
19. Takahashi, Dean (2009-12-10). 「WiGig Alliance、次世代ワイヤレスネットワーク規格を策定」Venture Beat .
20. Lawson, Stephen (2009年12月10日). 「WiGig Fast Wireless Group、標準化を完了」. PC Mag . 2011年12月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年11月29日閲覧。
21. 「WiGig Alliance、マルチギガビット無線仕様の完成を発表」Businesswire。
22. 「Wi-Fi AllianceとWiGig Alliance、Wi-Fi技術の拡張で協力」PR Newswire（プレスリリース）。
23. IEEE 情報技術標準 - システム間の通信および情報交換 - ローカルエリアネットワークおよびメトロポリタンエリアネットワーク - 特定要件 - パート 11: 無線 LAN 媒体アクセス制御 (MAC) および物理層 (PHY) 仕様 修正 3: 60 GHz 帯域における超高スループットの強化. IEEE SA. 2012 年 12 月 24 日. doi :10.1109/IEEESTD.2012.6392842. ISBN 978-0-7381-8096-0。
24. 「Wi-Fi Allianceが60GHzマルチギガビットネットワーク向けWiGigを公式認定」www.cablinginstall.com . 2020年10月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年11月29日閲覧。
25. 「IEEE 802.11、無線LANの標準規格を設定するワーキンググループ」www.ieee802.org . 2021年11月1日閲覧。
26. 「WiGig Alliance、マルチギガビット無線仕様の完成を発表」BusinessWire、2009年12月10日。2010年2月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。
27. 「WiGig Alliance仕様ページ」。WiGig Alliance。
28. Robinson, Daniel (2011-06-28). 「WiGig Alliance、次世代ワイヤレスに向けた1.1アップデートを発表」V3.co.
29. Wi-Fi CERTIFIED WiGig™: Wi-Fi® が 60 GHz に拡張、Wi-Fi Alliance、2016 年 10 月 wp_Wi-Fi_CERTIFIED_WiGig_20161024.pdf

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