IoT ゲートウェイとハブは、Wi-Fi、Zigbee、Thread および Bluetooth のような複数のプロトコルを有効にし、多様な端末ノードランドスケープをサポートできるというメリットがあります。これらのプロトコルは同じ 2.4 GHz ISM バンドを共有しており、Wi-Fi 共存戦略を適用することで、1つ以上の電波配列が同時に動作する際に発生する、性能の劣化を最小化することができます。
Wi-Fi 共存設計の重要性
Wi-Fi 共存は、Wi-Fi、Zigbee、Thread、Bluetooth を含む複数の 2.4 GHz 技術が、1つの無線機からの信号が隣接する無線機と干渉することなく動作することを可能にします。干渉は、メッセージの失敗を通して無線のパフォーマンスを劣化させ、結果としてより多くのメッセージが再試行されます。これらの問題は、デバイスの応答性を低減し、消費電力を増加することへもつながります。
共存は、歴史的には、衝突回避やメッセージ再試行などのハードウェア設計技術と、プロトコル機能の組み合わせを通して達成されていました。現在のゲートウェイとハブは、拡大したスループットをサポートし、最も高いパワーレベルを伝送し、最大4つまでの 2.4 GHz 無線を統合することができます。これらの要因が共存の実現をより困難にし、設計者は先進的で信頼性の高い IoT 無線性能を確保するために、追加の手順を実行する必要があります。
管理 Wi-Fi 共存でワイヤレスパフォーマンスを改善する
管理 Wi-Fi 共存は、複数の無線で IoT ゲートウェイまたはハブのような単一の、スモール・フォーム・ファクターのデバイスを操作する場合に、ワイヤレスの干渉を低減するための効果的な技術です。2.4GHz へのアクセスを調整して送受信するためのシグナリングシステムを介して、配置された無線を分離することで、管理 Wi-Fi 共存で無線性能が改善します。
Silicon Labs の管理型 Wi-Fi 共存ソリューションは、IEEE 802.15.2 パケット・トラフィック・アビトレーション（PTA）に基づいており、メッセージの送受信前にEFR32 Zigbee SoC が Wi-Fi デバイスに信号を送ることを可能にする調整スキームを実施します。Wi-Fi デバイスが EFR32 要請を認知すると、Wi-Fi 伝送が遅延することがあり、EFR32 のメッセージの信頼性を改善します。
図 1：管理共存なしの IoT ネットワーク
図2：管理共存 PTA ありの IoT ネットワーク
管理 Wi-Fi 共存の実装
Silicon Labs の管理 Wi-Fi 共存は、1、2および3つの有線 PTA 実装をサポートします。このソリューションはフレキシブルで、リクエスト、許可書および優先信号をサポートします。MAC レイヤーで実装され、主要な Wi-Fi チップベンダーとテストされた、弊社の管理 Wi-Fi 共存は、応答性の向上と消費電力の削減により、設計者が IoT ワイヤレスゲートウェイとハブのパフォーマンスを向上させるお手伝いをします。弊社のアプリケーションノート（AN1017）を読んで、 Zigbee/Thread（IEEE 802.15.4）における Wi-Fi の影響とワイヤレス IoT ゲートウェイとハブ性能の改善方法についての詳細を学びましょう。
管理型 Wi-Fi Coexistence を使ってみる
管理型共存は、今日の小型ハブやゲートウェイで複数の 2.4 GHz 無線を使用する際に極めて重要です。 Wi-Fi 共存開発キットは、シンプルだが Wi-Fi ソリューションへ開発者が接続できるフレキシブルなバックプレーンと、無線操作の管理をサポートするための Zigbee、Thread および Bluetooth ソリューションを含む最大 3 つの Silicon Labs 無線を提供します。
