概要

無線LANモジュールを使った装置の設計・製品化に必要な知識を体系的に習得する

想定読者

無線LANモジュールを組み込んだ機器を設計・製作しようとするハードウェアエンジニアや組み込み開発者

こんな人には向いていない

• Wi-Fiルーターの選び方を知りたい一般ユーザーには専門度が高すぎる
• ソフトウェアのみで無線通信アプリを開発するエンジニアには回路・RF設計の比重が大きい
• IEEE 802.11ax(Wi-Fi 6)以降の最新規格を中心に学びたい読者には2014年刊行のため情報が古い

読了後にできるようになること

• 電波の届く範囲の算出方法と、2.4GHz帯・5GHz帯の選択基準を判断できる
• WPA2等のセキュリティ設定(認証・暗号化のしくみ)を実装レベルで理解できる
• 省電力モードの設定方法と電池動作時間の算出ができる
• アクセスポイントとの接続に必要な最小設定項目を把握し、ネット接続リモートI/Oを製作できる
• IEEE 802.11b/a/g/n/ac各規格の特徴と変調方式の違いを説明できる
• 電波法・技適ロゴ認証など製品化時の法的要件を理解し、適切な評価・テスト手順を実施できる

本書のキー概念(章解説)

• Introduction: 無線LANが生活に密着してきた
• 第 1 章 無線LAN装置がインターネットとつながるまで — 最低限必要な4設定を把握する基礎章
• 第 2 章 無線LAN装置がアクセス・ポイントとつながるまで
• 第 3 章 無線LAN規格のまとめ — 802.11b/a/g/n/acの速度・周波数特性を一覧で比較できる
• 第 4 章 データの傍受や不正アクセスを防ぐセキュリティのしくみ — 認証と暗号化の原理を理解する実務直結章
• 第 5 章 ネット接続リモートI/O実験装置の製作事例 — スマホ→APモジュール制御の具体的な製作例
• 第 6 章 スマホから直接リモートI/Oする実験装置の製作事例 — APとして動作させるパターンを実装
• 第 7 章 省電力動作のしくみとトレードオフ — 電池動作時間の算出方法を学ぶ実務直結章
• 第 8 章 通信品質を確保するしくみ
• 第 9 章 無線LANモジュールのハードウェア — モジュール選定のヒントが得られる章
• 第 10 章 RF回路の構成
• 第 11 章 通信距離と伝達速度の関係
• 第 12 章 電波干渉を防ぐ技術
• 第 13 章 変調方式の進化と高速化
• 第 14 章 2.4GHz帯を使う？それとも5GHz帯を使う？
• 第 15 章 タイホありの電波法とロゴ認証 — 製品化を目指す開発者には必読の法規制章
• 第 16 章 通信性能のテストや不具合の解析

ハイライト

• 無線LAN装置を製品化するための評価方法も紹介しています。もちろん、IEEE802.11b/a/g/n/acといった規格ごとの特徴もまとめました。(設計から製品化まで一貫してカバーする本書の射程が端的に示されている箇所)
• 単3形電池で1年間動かす省電力動作のしくみとトレードオフ、同時送信によるスループットの低下や音声の途切れを防ぐ通信品質を確保するしくみ(実機製作で直面する電力・品質の二律背反を数値ベースで扱う実践的な章構成を示す)
• タイホありの電波法とロゴ認証——無線LAN機器は勝手に売れない(製品化を前提とした開発者が読まないと痛い目を見る規制対応の章見出し。実務直結度が高い)

編集メモ

入力データにQiita言及なし・楽天ランキング情報なし。2014年刊行でWi-Fi 6以降の規格を含まないため、現時点での汎用参照頻度は限定的。組み込み無線LAN設計の実務書としては体系的な一冊だが、外部シグナルが取得できなかったため supplementary と判定

読む前に押さえておきたいこと

• TCP/IP の基本概念(IPアドレス・ポート・プロトコル階層)の理解
• マイコン・組み込みシステムの基礎的な開発経験(GPIO制御・シリアル通信など)
• アナログ回路・RF回路の基礎知識があると第10〜13章の理解が深まる

学習のコツ

• 第1〜4章で接続・規格・セキュリティの基礎を固めてから、第5・6章の製作事例に進むと実装イメージが掴みやすい
• 製品化を目指す読者は第15章(電波法・ロゴ認証)を第1章の直後に読むことで、開発初期から法規制の制約を把握できる
• 第7章の省電力設計は電池駆動IoTデバイスを開発する場合に特に重要で、動作時間の算出式を手元でトレースしながら読むと理解が深まる
• 本書はトランジスタ技術2012〜2013年の連載を加筆再構成したもの。802.11nまでが主対象のため、802.11ac/axを扱う補完資料と併用すると現代的な設計判断につながる