次世代無線通信規格として開発が進められている「Wi-Fi 8」は、安定性を重視した「超高信頼性」を実現するよう設計されています。クアルコムはWi-Fi 8とは何かについて説明した。
Wi-Fi 8: 超高信頼性を実現するテクノロジー |クアルコム
https://www.qualcomm.com/news/onq/2025/11/wi-fi-8-technologies-powering-ultra-high-reliability
◆1：超高信頼性を支える技術
Wi-Fi は複数のレイヤーで構成されています。特に重要な 2 つの層は、物理層 (PHY) と媒体アクセス制御層 (MAC) です。 PHY 層は、実際のデータの無線送信を担当し、ビットを無線周波数信号に変換する方法 (変調、符号化、信号強度など) を定義します。 MAC 層は、デバイスが共有無線メディアにアクセスする方法を管理し、衝突を回避してスペクトル効率を確保するために、データ パケットがいつどのように送信されるかを調整します。
Wi-Fi 8 の基礎となる IEEE 802.11bn 標準は、特に過酷な環境における信頼性、スループット、応答性を向上させるために、PHY 層と MAC 層を改善および強化します。
・低密度パリティチェック（LDPC）エンコーディングの改善: パケット損失と再送信により、高スループット環境や劣化した信号環境ではパフォーマンスが大幅に低下します。 Wi-Fi 8 は、LDPC エンコードのブロック長を拡張し、エラー訂正とデコードのパフォーマンスを大幅に向上させます。これにより、騒がしい環境や混雑した環境でもパケット損失が軽減され、接続の信頼性が向上します。
・空間ストリーム変調レベル調整(UEQM): 従来の MIMO システムは、「最も弱いストリームに限定される」特性により、すべての空間ストリームに同じ変調レベルを強制します。 Wi-Fi 8 ではこの制限がなくなり、各ストリームが個別の信号品質に基づいて変調を適応できるようになります。これにより、信号伝播が不均一な環境でもスループットが向上し、耐障害性が向上します。
・補正記号化手法（MCS）を追加:MCS は、変調方式とコーディング レートの組み合わせで、ワイヤレス送信用にデータをエンコードする方法を定義し、達成可能なデータ レートを決定します。従来の Wi-Fi では、利用可能な MCS レベルの粒度が粗いため、変動する信号環境での最適なレート適応が制限され、最適なパフォーマンスが得られませんでした。 Wi-Fi 8 では中間 MCS レベルが導入され、よりきめ細かいレート適応が可能になります。これにより、モバイル環境や高密度の公共スペースなど、信号品質が急速に変化するシナリオにおいて、よりスムーズな移行とより安定したパフォーマンスが提供されます。
・長距離通信（ELR）の強化: 屋外カメラ、ガレージセンサー、モバイルロボットなど、ネットワークの末端にあるデバイスは、電力制限によりアップストリーム信号が弱い場合があります。これにより、アクセス ポイント (AP) がクライアントよりも高い電力で送信するアップストリームとダウンストリームの電力の不均衡が生じます。 ELR はこの不均衡を解消し、リンク バジェットを改善し、低電力のリモート クライアントへの信頼性の高い接続を維持できるようにすることで、ネットワークの到達範囲を効果的に拡張します。
・分散リソースユニット（DRU）: 6GHz 帯域では、総送信電力は、MHz あたりの送信電力を制限する電力スペクトル密度 (PSD) 規制によって制限されます。 OFDMA 送信に 26 トーンや 52 トーンなどの小さなリソース ユニットを使用するデバイスの場合、この制限は範囲と信頼性の低下につながります。 Wi-Fi 8 は DRU を使用してこの課題を解決します。 DRU を使用すると、トーンをより広い周波数帯域に拡散させることができ、PSD 制限内で総送信電力を効果的に増加させることができます。 PSD 制限がより厳しい領域では、この技術により電力ゲインが提供され、信号の堅牢性が大幅に向上します。その結果、カバレッジが拡大し、リンクの信頼性が向上し、クライアントのパフォーマンスが向上します。
・SMDローミング: シングル モビリティ ドメイン (SMD) は Wi-Fi 8 の重要な機能であり、パケット損失、遅延の急増、接続のドロップを引き起こすハンドオフの中断なしで、複数のアクセス ポイント間のシームレスなローミングを可能にします。従来の Wi-Fi ローミングでは、ある AP から切断して別の AP に再接続する必要があるため、遅延やデータの中断が発生します。この「切断優先ローミング」により、遅延の急増、パケット損失が発生し、移動中に音声やビデオが中断されるユーザー エクスペリエンスの低下が生じます。単一のモビリティ ドメインは、複数の AP を論理的に 1 つの統合ドメインにグループ化します。クライアント デバイスは、複数の AP 間でアソシエーションとセキュリティ コンテキストを維持し、AP 間を移動しても継続的な接続を維持します。 SMD ローミングは「切断前に接続」メカニズムで処理され、デバイスは古い接続を切断する前に新しい接続を確立します。これらの革新により、Wi-Fi 8 は、ユーザーとデバイスがカバレッジ ゾーン間を移動するときにシームレスな接続と一貫したパフォーマンスを提供します。
・周波数利用効率: Wi-Fi 8 では、特に高密度環境や、異なる機能を持つデバイスが効率的に共存する必要がある状況において、スペクトルの利用効率を向上させるための複数のメカニズムが導入されています。
・ダイナミックサブバンド動作(DSO)：現在の AP が提供する 320MHz または 160MHz の全帯域幅は通常、プレミアム クライアントでのみサポートされており、スペクトルの一部は未使用のままで非効率的に割り当てられています。 DSO を使用すると、複数の狭帯域デバイスが広帯域チャネルの異なる部分で同時に動作できるようになり、スペクトル利用率が最大化され、混合デバイス環境でのスループットが向上します。
・ノンプライマリチャネルアクセス(NPCA): NPCA を使用すると、プライマリ チャネルが OBSS (オーバーラップ BSS) トラフィックやその他の状況で混雑している場合に、Wi-Fi デバイスがセカンダリ チャネルに機会を見てアクセスできるようになります。主な利点は、ステーションがプライマリ チャネルが空くのを待つ代わりに、指定された NPCA チャネルに切り替えてデータの送信を継続できることです。これにより、ネットワーク全体の効率が向上し、高密度環境での伝送遅延が軽減されます。具体的には、NPCA は、デバイスが動的に切り替えて、混雑の少ないチャネル周波数でのアクセスを競合できるようにすることで、隣接するネットワークからのチャネル混雑の影響を軽減します。これにより、特に複数のネットワークが重複し、同じプライマリ チャネル上の通信時間を競合するシナリオで、スループットが向上し、遅延が減少し、スペクトル利用率が向上します。
・動的帯域幅拡張(DBE)：企業の導入では、周波数再利用の制約によりブロードバンド チャネルを避ける傾向があります。 DBE を使用すると、AP はトラフィックが多いときに動作チャネル帯域幅を一時的に拡張できるため、他のチャネルが十分に活用されていないときにレガシー クライアントに干渉することなくスループットを向上させることができます。
・マルチAP連携: ネットワークが重複している高密度の環境では、管理されていない干渉や競合により、パフォーマンスが大幅に低下する可能性があります。 Wi-Fi 8 では、AP が統合システムとして動作できるようにすることで、衝突を軽減し、スペクトル効率を向上させる調整メカニズムが導入されています。
・協調型TDMA（Co-TDMA）: AP はタイムスライス方式で送信機会を共有し、競合と遅延を削減します。 Co-TDMA は、連携する AP 間で通信時間を分散することで、予測可能なアクセスを提供し、遅延に敏感なアプリケーションのパフォーマンスを向上させます。
・協調限界目標覚醒時間（Co-rTWT）:AP は、アクセス ウィンドウのタイミングを調整して、遅延の影響を受けやすいトラフィックに対する優先アクセスを促進します。混雑した環境でもより確実なパフォーマンスを実現します。
・協調ビームフォーミング（Co-BF）: AP は高度なアンテナ ステアリングを使用して信号をクライアントに集中させ、隣接する AP への干渉を軽減します。これにより、信号品質が向上し、競合が減少し、高密度の導入環境でのスペクトルの再利用効率が向上します。
・空間コーディネート型再利用（Co-SR）: AP が特定のクライアント間のリンク状態に基づいて送信電力を動的に調整できるようにします。これにより、高密度のマルチ AP 導入シナリオで同じチャネルでの同時送信が可能になります。この機能により、高密度環境における全体的なスループットと効率が向上します。
◆2：Wi-Fi 8の機能を実環境に適用する
Wi-Fi 8 は、理論的なパフォーマンスの向上だけでなく、現実世界への影響を重視して設計されています。そのイノベーションは、信頼性、応答性、効率性が重要となる現代の接続の現実に合わせて設計されています。
エンタープライズおよび産業環境は、ロボットの組み立て、リアルタイム監視、高品質の会議、AI 主導の自動化など、非常に信頼性が高く、低遅延の接続を必要とする厳しい運用要件を満たすために、有線イーサネットに長い間依存してきました。 Wi-Fi 8 は、無線でも同じ信頼性を提供する機会をもたらします。
たとえば、単一のモビリティ ドメインにより、自律移動ロボットはスループットの低下や遅延のスパイクを経験することなく、広大な工場フロアを移動できます。 XR ヘッドセットを使用する技術者は、AP 間の移動中にバッファリングや中断を発生させることなく、シームレスなビデオ フィードを維持できます。
企業のキャンパスや工場環境に典型的な高密度導入環境では、調整 TDMA (Co-TDMA) や制約付きターゲット ウェイク タイム (Co-rTWT) などのマルチ AP 調整技術により、AP が共同で送信を管理できます。自律型ロボットがリアルタイムの制御更新に依存する工場環境では、これらのテクノロジーは、送信機会を共有し、遅延に敏感なトラフィックに対して排他的アクセス ウィンドウを強制することにより、競合を軽減し、干渉を軽減します。これにより、時間厳守が必要な産業システムの確定的な運用が可能になります。
ネットワーク エッジでは、強化された長距離通信 (ELR) と改善されたLDPC エンコーディングにより、監視カメラや IoT センサーなどの過酷な RF 環境で動作するデバイスのカバレッジが拡張され、信頼性が向上します。
住宅環境では、拡張長距離通信 (ELR) と分散リソース ユニット (DRU) により、リモート デバイスやカメラやセンサーなどの IoT エンドポイントのアップリンクの信頼性が向上し、ルーターから遠く離れたエリアでも強力な接続が維持されます。
追加の変調およびコーディング スキーム (MCS) により、よりきめ細かいレート適応が可能になり、動的環境でのパフォーマンスが安定し、ストリーミングやゲームなどの帯域幅を大量に消費するアプリケーションがサポートされます。
マルチ AP メッシュ ネットワークを導入している家庭では、ノードはマルチ AP 調整機能を使用してフロントホール/バックホール トラフィックを効率的に管理できます。シングル モビリティ ドメイン (SMD) 機能セットは、ユーザーが接続を維持しながら家の中を移動する際の全体的なエクスペリエンスを大幅に向上させる可能性があります。
さらに、クライアントと AP の両方の電力効率化機能により、常時オンの住宅用ゲートウェイの消費電力を削減し、応答性を犠牲にすることなく持続可能性の目標をサポートします。
空港、スタジアム、交通ハブなどの公共施設では、Wi-Fi 8 は高いユーザー密度と常時モビリティという 2 つの課題に対処します。
マルチ AP 調整、動的サブバンド操作 (DSO)、ノンプライマリ チャネル アクセス (NPCA) などの主要な機能が連携して、容量を大幅に増加させ、混雑した環境での干渉を管理します。複数のアクセス ポイント間で送信を調整することで、数千のデバイスが帯域幅をめぐって競合する場合でも、衝突が軽減され、低遅延でスループットが最大化されます。
一方、動的帯域幅拡張 (DBE) を使用すると、AP はトラフィックの急増に対応するために運用チャネルを一時的に拡張できます。たとえば、ハーフタイム ショーや空港の混雑時に、大勢の人が同時に高解像度ビデオをストリーミングしたり、コンテンツをアップロードしたりすると、Wi-Fi 8 AP は需要の急増に対応するために一時的に広いチャネルを開くことができます。そのため、利用ピーク時でも通信速度の低下を感じることはありません。
単一モビリティ ドメイン機能により、AP 間のシームレスなローミングが可能になり、ユーザー エクスペリエンスがさらに向上します。ユーザーが会場内を移動しても、デバイスは接続を切断することなく AP 間でハンドオフするため、通話中やストリーミング中の音声とビデオのドロップアウトがなくなります。
クアルコムによると、Wi-Fi 8は一連のイノベーションを組み合わせて、これまで有線インフラに限定されていた精度、応答性、信頼性でシステムが動作できるようにすると同時に、従来のWi-Fiが困難だったシナリオで大幅に高速な無線接続を実現すると述べた。
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