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IoT製品の開発プロセスで押さえておきたい無線LANの性能評価

IEEE 802.11ax(Wi-Fi 6、およびWi-Fi 6E)を評価するには

WLAN Product Design

無線LAN製品の開発プロセス時の評価

近年のIoTの普及によりさまざまな機器がインターネットに接続されています。それら多くの機器はIEEE 802.11の規格に準拠した無線LANモジュールを機器に組み込むことにより、インターネットへ接続するための通信機能を実現しています。

昨今はIoT機器が急速に増えているため、複数の機器から1つのアクセスポイントへの同時通信の実現や通信効率を向上させることが求められています。そのため無線LAN規格は改版を続けており、現在IEEE 802.11ax(Wi-Fi 6)という規格化が進んでいます。さらに、Wi-Fi Allianceでは従来のIEEE 802.11axが使用する周波数帯に加え6 GHz帯を使用領域としたWi-Fi 6E(IEEE 802.11ax 6 GHz帯)という規格を発表しました。6 GHz帯の中で広帯域チャネルを利用することでさらなる速度向上と安定した接続性が期待できます。

802.11axがもたらすメリット

これから開発されるIoT機器は、他の多くの無線LAN製品と1つのアクセスポイントを共有して使用することが求められます。そのためマルチユーザ(multiple user)での接続を想定しているIEEE 802.11axに対応することにより、過密な状態でも安定した接続が得られます。また大きなデータ量を必要とする場合IEEE 802.11ax 6 GHz帯に対応していることが市場の要求になると想定しています。

では、それらのIoT機器を開発する際に、無線LANモジュールを選定するための比較評価や、その無線LANモジュールを実装した完成品状態で通信性能を評価するなど、どのように開発プロセスごとに評価されているでしょうか?

表1に無線LAN製品の開発プロセスと、それぞれの工程で想定される評価の一例を記載します。

もし、これらの評価を怠った場合、商品化した後で「つながらない・すぐ切れる」というトラブルが発生することもあります。

商品企画で想定した通信性能を完成品状態で実現するためには、開発プロセスの工程ごとに評価しておくことが重要です。通信規格がIEEE 802.11ax またはIEEE 802.11ax 6 GHz帯を対象とする場合でも、この評価プロセスは変わりません。その結果、設計の後戻りを防止して開発工数の削減につなげるだけでなく、製品の通信品質を安定させることで顧客満足やブランドイメージの向上へとつながります。

IEEE 802.11ax/11ax 6 GHz帯の無線LAN通信規格で大切な試験とは。ワンクリックで更に詳しく

*:規格に準拠した無線LANの呼び方は、大きく2つあります。1つはIEEE 802.11a/b/g/n/ac/axという呼び方です。もう一方はWi-Fi 4, 5, 6, 6Eなどの「Wi-Fi」が付く呼び方です。Wi-Fiとは、IEEE 802.11に準拠した無線LAN接続がWi-Fi Allianceによって保証された接続状態を指します。
アンリツでは無線LAN規格のことを通信機能そのものを表す広い意味として、WLAN(無線LAN) IEEE 802.11a/b/g/n/ac/axと呼びます。

表1:無線LAN製品の開発プロセス・工程と想定される評価
開発プロセス 工程 想定される評価
商品企画 製品コンセプト検討 自社/他社製品の比較調査
商品開発中 部品選定 無線LANモジュール比較
製品設計・開発 RF性能評価
OTA評価(アンテナ性能)
製品評価 事前認証試験
認証取得 技術適合試験
相互接続認証プログラム用試験
商品化後 量産 接続性確認
品質管理 テストベンチ
製品バージョンアップ リグレッション評価

無線LAN製品の開発プロセスと評価

  1. 製品コンセプト検討
    関連試験:自社/競合製品比較調査試験
    製品コンセプトを検討する際に、自社製品だけでなく他社製品の性能も比較評価することにより、優位性のある商品企画につながります。
    こちらのダウンロード資料では、製品コンセプト検討の流れと、それに必要な無線LAN評価の基礎知識を解説します。
    さらに信号品質や通信品質をどのように評価・比較するかを実際の事例でご紹介します。

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  2. 部品選定
    関連試験:無線LANモジュール比較
    一般的に、アクセスポイントやスマートフォンなど以前から無線LANが搭載されている製品では、開発プロセスごとの評価が適切に行われていることが多いです。
    一方、家電や工業機器など、これまで無線LANの通信機能が利用されてこなかった分野では、「IEEE/電波法認証済み」という無線LANモジュールを購入して製品に実装するだけで、通信性能を評価していないケースが見受けられます。
    ここで注意すべきポイントは、無線LANモジュールを選定するタイミングで、“選定の流れ”や“評価方法”を理解することが重要です。
    こちらのダウンロード資料では、無線LANモジュール選定の流れに沿って、それぞれの評価ポイントをご紹介します。

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  3. 製品設計・開発
    関連試験:RF性能試験/OTA試験(アンテナ性能)
    無線LANモジュール単体の評価とは異なり、完成品状態の製品では内部で発生する温度・ノイズなど環境が異なります。実運用環境でも通信性能を発揮できていることを確認することが重要です。
  4. 製品評価
    関連試験:事前認証試験
    認証試験に当たり、合格できずに何度も試験を受けるとコスト負担が大きくなります。そのため、事前に社内で試験内容を評価し、性能を確認してから本試験に臨むことでスムーズに認証を受けることができます。
  5. 認証取得
    関連試験:技術適合試験/相互接続認証プログラム用試験
    認証試験は大きく2種類あります。技適適合試験と相互接続認証プログラムです。
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