DARE – Digitalt Assisterad RadioEvolution
- Diarienummer
- RE10-0015
- Start- och slutdatum
- 110301-170630
- Beviljat belopp
- 28 130 000 kr
- Förvaltande organisation
- Lund University
- Forskningsområde
- Informations-, kommunikations- och systemteknik
Summary
Vårt mål är att implementera de viktigaste delarna av en LTE Advanced (4G) radio i kommersiellt tillgänglig nanometer CMOS teknologi. LTE Advanced ställer helt nya krav på radion, som att kunna hantera flera bärvågor samtidigt, vilket gör att det krävs nya radioarktitekturer. Dessutom gör de höga datahastigheterna på upp till 1Gbit/s i nedlänken och 500Mbit/s i upplänken att det blir allt annat än enkelt att konstruera det digitala basbandet, trots att vi avser att använda de mest avancerade CMOS-processerna, först med 45nm och sedan 32nm kanallängd. Vi planerar även att utnyttja att kraftfull digital signalbehandling kan åstadkommas i nanometer CMOS för att digitalt styra och anpassa prestanda för radions analoga delar. Målet är att uppfylla de hårda radiokraven för LTE Advanced och samtidigt förbruka så lite ström som möjligt. För att lyckas med detta krävs ett nära samarbete mellan områdena analog IC-konstruktion, digital IC-konstruktion och radiosystem, liksom djupa kunskaper inom varje enskilt forskningsområde. De sökande uppfyller dessa krav mycket väl, och dessutom stärks möjligheterna till framgång ytterligare av närheten till och intresset från ledande företag inom konstruktion av integrerade radiokretsar och mobil kommunikation. Planerat slutresultat av projektet är kretsar med uppmätta prestanda som uppfyller kraven för LTE Advanced, och som inte skulle gå att uppnå utan den föreslagna digitalt understödda arkitekturen.
Populärvetenskaplig beskrivning
Mobilt internet med väldigt hög datahastighet och förbättrad framkomlighet kräver större signalbandbredd och högre radiokommunikationskomplexitet – egenskaper som kännetecknar LTE Advanced, framtidens radiostandard för mobilt ultrabredband. Även om delar av LTE Advanced fortfarande genomgår ett standardiseringsarbete, ämnar vi ta oss an utmaningen att bygga integrerade kretsar för de redan kända kritiska delarna i en LTE Advanced-radio. Vi tänker använda oss av en modern så kallad CMOS-process, där en transistors dimensioner är nere i några få tiotals nanometer. På så vis kommer radiochipsets yta att minimeras. Att notera är att CMOS-processer lämpar sig bäst till att bygga digitala kretsar. Lite förenklat kan man säga att det är mycket enklare att utföra signalbehandling på digitala signaler än på analoga. Å andra sidan är ett visst mått av analog signalbehandling oundvikligt i en radio, i synnerhet när man hanterar högfrekventa signaler, där datahastigheten hos den digitala signalbehandlingen inte skulle räcka till. Lyckligtvis är det fullt möjligt att använda digital intelligens till att styra analoga kretsar, så att dessa producerar renare signaler. På det viset kan man uppnå bättre prestanda och lägre effektförbrukning, eftersom det numera är väldigt enkelt, effektsnålt och billigt att implementera även mycket komplexa signalbehandlingsalgoritmer i digitala kretsar, givet att hundratusentals transistorer får plats på en kvadratmillimeter kiselyta. Vi planerar alltså att använda den oerhörda styrkan i den digitala elektroniken i mycket större utsträckning än vad som varit vanligt hittills. De mål vi har satt upp för oss kräver många och djupa kunskaper i både analog- och digital kretskonstruktion, samt inom konstruktion av radiosystem. Vi tror dock inte att vi varit övermodiga, eftersom institutionen för elektro- och informationsteknik vid Lunds tekniska högskola, som samtliga forskare som medverkar i projektet tillhör, har en lång och framgångsrik forskningstradition inom alla dessa områden. Sist, men inte minst, kommer vi att få ett ovärderligt stöd från tre Lundabaserade världsledande företag inom kretskonstruktion och telekommunikation: Ericsson Research, ST-Ericsson och Sony Ericsson – inte ens universitet i Silicon Valley kan visa upp så starka industriella förbindelser inom radio. Av dessa skäl tror vi att våra chanser att bidra väsentligt till state-of-the-art inom radiokretskonstruktion är mycket goda.