IEEE802.11無線LAN規格にはさまざまなワークグループがあります。高速無線LANの802.11nや超高速無線LANの802.11acワークグループなどは特に有名ですね。しかし標準規格にはよくある事ですが、中には制定途上で消えていった規格や、制定されたのにほとんど使われていない規格もあります。今回はその中でも「微妙」な規格の1つ、IEEE802.11hについてのおはなしです。
IEEE802.11hとは
IEEE802.11hは、欧州における5GHz帯無線LANの共存制御のために定められた規格です。最新版は2014年現在、IEEE802.11h-2003となっており、IEEEのウェブサイトから無償でダウンロード可能です。仕様書の正式なサブタイトルは「Amendment 5：Spectrum and Transmit Power Management Extensions in the 5 GHz band in Europe」となっています。周波数帯域と発信出力の制御に関する拡張（Spectrum and Transmit Power Management）と題されていますが、Section 1.2 にはより直接的に「動的周波数選択（DFS：Dynamic Frequency Selection）」と「送信出力制御（TPC：Transmit Power Control）」をもって欧州における5GHz帯利用の要求を満たす」と記述されています。言い切ってしまえば「802.11hとはDFSとTPCの規定」であるわけですが、DFSとは何なのか、TPCとは何なのかを語り出すとこれが結構長い話になります。
DFSについて
DFSは主に気象観測用として使われているCバンドレーダーへの悪影響を避けるため、無線LAN機器にレーダー電波の検出と、検出時の発信停止（および他チャンネルへの移動）を義務付けたものです。日本でもW53、W56帯チャネルに義務付けられているので、御存知の方も多いかも知れません。IEEE802.11h-2003では11.6章にDFS仕様が記されていますが、検出すべきレーダー波形などについては802.11hには記されておらず、別仕様（ETSI EN 301 893注1））で定義されることになっています。
DFSはまず、使用するチャネルにレーダー電波が居ないかどうかを一定期間（60秒以上）傍受することから始まります。この期間を「CAC：Channel Availability Check」と呼びます。CAC期間中にレーダー電波が検出された場合、そのチャネルの使用は（少なくとも一定時間は）諦めなければなりません。仮にCACをクリアしてチャネル使用を始めても常にレーダー電波の検出は行わなければならず、これを「In-Service Monitoring」と呼びます。そしてCACであれ、In-Serviceであれ、レーダー電波が検出されればすみやかに（10秒以内）電波の発信を停止しなければなりません（Channel Move Time）。また、いちどレーダー電波が検出されたチャネルには一定時間（30分以上）電波を発信してはいけません（Non-Occupancy Period）。EN 301 893ではSection 4.7.2にDFSの要求事項が、5.3.8にDFSの試験手順がこと細かに記されています。
百W単位の送信電力を持つレーダーに対し、桁違いに低出力（30mW程度）の無線LAN機器が「電波を譲る」ことをナンセンスと批判する声もありますが、気象レーダーは数十キロ先の雨粒からの反射波を拾わなければならないので、送信電力は大きくとも受信電力は極めて小さい（－100dBm＝0.1pW程度）のです。－100dBmの信号を＋20dBのマージンで拾うと仮定し、例によってフリス公式に発信電力15dBm（31mW）、自由空間伝達（係数 2.0）、受信電力－120dBmを代入すると5.6GHzでは実に24kmも飛ぶ計算になります。レーダーを運用している組織が無線LANを警戒しDFSの実装を要求してくることを、一概にナンセンスだとか既得権益への固執だとか批判はできないと思います注2）。
