IEEE 802.11ac

IEEE 802.11ac, formally IEEE 802.11ac-2013 and also simply called 802.11ac, is a wireless networking standard in the IEEE 802.11 set of protocols (which is part of the Wi-Fi networking family), providing high-throughput wireless local area networks (WLANs) on the 5 GHz band.^[b] The standard has been retroactively labelled as Wi-Fi 5 by Wi-Fi Alliance.^[6][7]

The specification has multi-station throughput of at least 1.1 gigabit per second (1.1 Gbit/s) and single-link throughput of at least 500 megabits per second (0.5 Gbit/s).^[8] This is accomplished by extending the air-interface concepts embraced by 802.11n: wider RF bandwidth (up to 160 MHz), more MIMOspatial streams (up to eight), downlink multi-user MIMO (up to four clients), and high-density modulation (up to 256-QAM).^[9][10]

Wi-Fi Alliance は、802.11ac 無線製品の導入を「Wave 1」と「Wave 2」という 2 つのフェーズ (「ウェーブ」) に分けました。^{[ 11 ] [ 12 ]} 2013 年半ばから、アライアンスは、IEEE 802.11ac Draft 3.0 ( IEEE規格は同年後半まで最終決定されませんでした)に基づいて、メーカーから出荷されるWave 1 802.11ac 製品の認証を開始しました。 ^{[ 13 ]}その後、2016 年に Wi-Fi Alliance はWave 2認証を導入しました。これには、 MU-MIMO (ダウンリンクのみ)、160 MHz チャネル幅のサポート、より多くの 5 GHz チャネルのサポート、4 つの空間ストリーム (アンテナ 4 つ。Wave 1 および 802.11n では 3 つ、IEEE の802.11ax仕様では 8 つ) などの追加機能が含まれています。^{[ 14 ]}これは、Wave 2 製品は Wave 1 製品よりも帯域幅と容量が大きくなることを意味していました。^{[ 15 ]}  

802.11acで導入された新しい技術には、次のものがあります。^{[ 10 ] [ 16 ]}

• 拡張チャネルバインディング
  • ステーションのチャネル帯域幅は、オプションで160MHz  、必須で80MHzです。802.11nでは最大40MHzでした。  
• より多くのMIMO空間ストリーム
  • 最大8つの空間ストリームをサポート（802.11nでは4つ）
• ダウンリンクマルチユーザーMIMO（MU-MIMO、最大4つの同時ダウンリンクMU-MIMOクライアントに対応）
  • 複数のSTA（ステーション）は、それぞれ1つ以上のアンテナを備え、独立したデータストリームを同時に送受信する。
    • 空間分割多重アクセス（SDMA）：ストリームを周波数で分離するのではなく、空間的に分離する方式で、11n方式のMIMOに類似している。
  • ダウンリンクMU-MIMO（送信デバイス1台、受信デバイス複数台）はオプションモードとして搭載されています。
• 変調
  • 256- QAM、レート3/4および5/6がオプションモードとして追加されました（802.11nでは最大レート5/6の64-QAM）。
  • 一部のベンダーは、256-QAMと比較して25%高いデータレートを提供する非標準の1024-QAMモードを提供しています。
• その他の要素／機能
  • ベンダー間の互換性を確保するための、標準化されたサウンディングとフィードバックによるビームフォーミング（802.11nの非標準規格では、異なるベンダーの製品間でビームフォーミングを効果的に機能させることが困難だった）。
  • MACの変更（主に上記の変更をサポートするためのもの）
  • 20、40、80、160  MHzチャネル、11acおよび11a/nデバイスにおける共存メカニズム
  • PPDUヘッダーに4つの新しいフィールドを追加し、フレームが802.11nの高スループット（HT）フレームまたはそれ以前のフレームではなく、超高スループット（VHT）フレームであることを識別します。ヘッダーの最初の3つのフィールドは、レガシーデバイスで読み取り可能で、共存を可能にします。
  • DFSは、5GHz帯のチャンネル52～144の間で義務付けられ、同じ周波数帯を使用する気象レーダー システムとの干渉を低減するために導入された。

802.11acでサポートされているシングルリンクとマルチステーションの拡張機能により、家庭内の複数のクライアントへのHDビデオの同時ストリーミング、大容量データファイルの高速同期とバックアップ、ワイヤレスディスプレイ、大規模なキャンパス/講堂への展開、製造現場の自動化など、いくつかの新しいWLAN使用シナリオが可能になります。^{[ 17 ]}

WLAN の機能を最大限に活用するために、802.11ac アクセスポイントとルーターは、ビデオ ストリーミング、FTP サーバー、パーソナルクラウドサービスなどのさまざまなサービスを提供するためにUSB 3.0インターフェイスの組み込みを必要とする十分なスループットを備えています。^{[ 18 ]} USB 2.0を介してローカルに接続されたストレージでは、802.11ac によって利用可能になった帯域幅を十分に活用することは容易ではありませんでした。

Wave 2（2016年に導入された製品）は、従来のWave 1製品（2013年から導入されたもの）よりも高いスループットを提供します。Wave 1の物理層理論上の最大速度は1.3  Gbit/sです​​が、Wave 2は2.34  Gbit/sに達することができます。したがって、Wave 2は、実際のスループットが理論上の速度の50%に過ぎない場合でも、1  Gbit/sを達成できます。Wave 2は、より多くの接続デバイスもサポートします。^{[ 15 ]}

現在、複数の企業が、より高い変調レート（MCS-10およびMCS-11（1024-QAM））に対応した802.11acチップセットを提供しており、Quantenna社とBroadcom社がこれらをサポートしています。これらの新しいMCSインデックスは、技術的には802.11acの一部ではありませんが、2021年に承認された802.11ax規格で正式に採用されました。

 一部の国では、規制上の問題により一部の周波数が他の用途に割り当てられているため、160MHz帯のチャンネルは利用できません。

• IEEE 802.11ad

• 802.11ac技術紹介ホワイトペーパー（2016年3月14日にWayback Machineにアーカイブ済み）
• MIMO 802.11acテストアーキテクチャ
• 802.11ac：第5世代Wi-Fi技術論文
• 802.11acプライマー
• インテル ワイヤレス製品選定ガイド