開発したRFトランシーバと評価ボード
欧州の独立系ナノエレクトロニクス研究機関であるimec（所在地：ベルギー ルーベン市、CEO：Luc Van den hove）と共同研究パートナであるルネサス エレクトロニクス株式会社（代表取締役社長：赤尾 泰、以下ルネサス）は、このたび携帯端末など、複数の無線規格に対応するRFトランシーバ向けに、外付けの表面弾性波（SAW）フィルタ（注1）を不要にできる高性能（高線形）の再構成可能（リコンフィギュラブル）なRFトランシーバ（注2））を開発しました。
本技術は、アンテナフィルタへの要求を緩和する新たな手法を取り入れたことを特長としており、完全なリコンフィギュラブルRFトランシーバへ向けたブレークスルーとなる技術です。携帯電話のような無線システムではフィルタに対するスペックが非常に厳しく、従来は固定の特性を持った外付けフィルタが必要で、これがトランシーバ構成の柔軟性を阻害していました。今回開発したリコンフィギュラブルRFトランシーバは、次世代広帯域通信規格である3GPP-LTE（注3）を含むさまざまな無線規格に適応します。
携帯端末のユーザがいつでも、どこでも手軽に多数のサービスにアクセスできるという無線通信の流れにより、微細CMOSを用いたリコンフィギュラブルRFトランシーバの開発が推進されています。3GPP-LTEのような広範囲な動作周波数と帯域幅を使用する新しい通信規格においては、RFトランシーバの対応範囲を拡大するマルチモード化は必須の技術です。携帯電話メーカはさまざまなネットワークに対応するリコンフィギュラブルRFトランシーバの開発に直面しており、今回開発したRFトランシーバは、この要求に対する1つの解となります。
本RFトランシーバは、次の技術により、SAWフィルタを不要としています。
1. 大きな帯域外妨害波があっても通信信号を正常に受信可能
リコンフィギュラブルRFトランシーバを設計する上で大きな障害の一つは、要求が厳しいためにアンテナフィルタをリコンフィギュラブルにすることが困難で あるということです。本RFトランシーバの受信部では、入力線形性を高くすることで、より大きな帯域外妨害波があっても正常な受信が可能となりました。こ れによりSAWフィルタを除去できるため、アンテナインタフェースを簡略化することができました。
受信部は、3dBの雑音指数と20MHzオフセット（希望波の周波数に対して20MHz離れた周波数）で0dBmの妨害波を扱うことができ、過去最高の妨害波耐性を持っています。また、これまで発表されたものの中で最高の線形性（+10dBmの3次変調歪み、+70dBmの2次変調歪み）と動作周波数範囲を達成しました。
2. 送信部での-162dBc/Hzの受信帯雑音を実現
送信部における適応型帯域外雑音フィルタと電圧サンプリング型の送信周波数変換器を組み合わせることにより、SAWフィルタ不要を可能とする-162dBc/Hzの受信帯雑音を達成しました。
複数の周波数で作動する必要があるFDD(周波数分割多重)方式を採用した3GPP-LTEなど、将来の規格へ向かった進化の上で、SAWレスの送信部はますます重要になってきます。
今回のリコンフィギュラブル受信部、送信部の技術は、携帯端末やあらゆる種類のバッテリ駆動の無線通信機器、小セルの基地局に適しており、多くの標準規格、個別ニーズの要件を満たすようにプログラムすることができます。
ルネサス エレクトロニクスの技術開発本部 ミックスドシグナルコア開発統括部 副統括部長の中込 儀延は次のように述べています。「このたび最先端CMOS技術による完全なリコンフィギュラブルRFトランシーバ開発という、 imecの研究プログラムにおける重要なマイルストーンに貢献でき、大変嬉しく思います。この成果は、次世代マルチモード無線通信システムに対する我々の集積化されたRFソリューションへ向けた重要な1ステップです。この成果を元に、当社はimecとの共同開発を3年間延長しました。」
imecの「green radio」研究プログラムのダイレクタ、Liesbet Van der Perreは次のように述べています。「ルネサス エレクトロニクスが今後3年間、引き続き我々の無線通信プログラムで共同開発を行うことを光栄に思います。次世代無線通信のリーディングカンパニーとして、ルネサスは、将来の無線通信システムのための技術開発と戦略において協力し合える理想的なパートナです。」
本技術は、2011年2月20日から米国サンフランシスコで開催されている「国際固体素子回路会議（ISSCC：International Solid-State Circuits Conference）」にて2月23日(現地時間)に発表しました。本原稿は、ISSCCの論文番号3.6および21.6にて発表する「A 40nm CMOS Highly Linear 0.4-to-6GHz Receiver Resilient to 0dBm Out-of-Band Blockers」および「A Multiband LTE SAW-less Modulator with -160dBc/Hz RX-Band Noise in 40nm LP CMOS」に基づいています。
（注1）表面弾性波（SAW）フィルタ：SAWはSurface Acoustic Waveの略。圧電体基板上の櫛形電極を希望波長分だけ間隔を空け、希望周波数のみ通過させるフィルタのこと。
（注2）リコンフィギュラブル（再構成可能）な無線トランシーバ：送受信する無線の中心周波数や帯域幅を自在に切り替える無線回路のコンセプト。これにより、場面に応じて複数の無線サービスを切り替えて利用する機器を1組の無線回路で実現できる。
（注3）3GPP-LTE：3GPP(Third Generation Partnership Project)は、第3世代(3G)携帯電話システム仕様の検討・作成を行うプロジェクトであり、LTE（Long Term Evolution）はそこで策定された規格。携帯電話高速データ通信規格の一つであり、3.9Gと呼ばれている。
＊本リリース中の製品名やサービス名は全てそれぞれの所有者に属する商標または登録商標です。
imecについて
imecはナノエレクトロニクスの研究に関して世界をリードする独立した研究機関です。imecは、ICT(情報通信技術)、ヘルスケア、エネルギーの分野で世界的なパートナーシップを持ち、その革新的な能力で、科学的知見を高めています。imecは、産業界と結びついたテクノロジーソリューションを提供しています。独特なハイテク環境を備え、世界トップクラスの技術力で、持続可能な社会におけるより良い生活のための基礎技術開発を行っています。
imec の本部はベルギーのルーベン市にあり、オランダ、台湾、米国、中国、日本に支所があります。imec のスタッフは約1750名（参加企業からの駐在研究員、客員研究員約550名を含む）です。imec の2009年の売上高は約275百万ユーロです。imec に関するさらに詳細な情報は、 http://www.imec.be でご覧いただけます。
以 上
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