(1/3)無線システムの基地局においては、どのようなアーキテクチャを採用するにしても、D-Aコンバータが必須の構成要素となる。このD-Aコンバータがより高性能のものへと進化することで、アーキテクチャにも大きな変化がもたらされる可能性がある。本稿では、そうした新たなアーキテクチャの1つである「ダイレクトRFコンバージョン」について解説する。無線システム基地局のアーキテクチャを決定するにあたり、所要の規格を満足しなければならないのは当然のことである。実際には、実装面積や消費電力、トータルコストなども重要な項目として考慮しなければならない。どのようなアーキテクチャを選ぶにせよ、D-Aコンバータが重要な要素であることに変わりはない。基地局用途に用いられるD-Aコンバータは、ここ数年の間に性能、消費電力の面で大きな進化を遂げている。Access)方式が用いられている。D-Aコンバータの進化は、これらの方式に必要な高い性能を実現する一因を担っていると言ってよい。Evolution)、その先にある第4世代の基地局のアーキテクチャが、D-Aコンバータのさらなる進化によってどのように変貌する可能性があるのか解説する。送信系のアーキテクチャにおいて、D-Aコンバータの進化によりどのようなメリットが生まれるのかに焦点を当てたい。Project)は、新世代の移動体通信システムに関する規格を定めている標準化団体である。8)の間にいくつかの規格(Rel:リリース)を制定した。図1は、それぞれのRelにおけるデータ通信速度や変調方式など、主要な項目についてまとめたものである。第3世代では、QPSK(四位相偏移変調)を使用する。データ通信速度は、UL(アップリンク:上り)、DL(ダウンリンク:下り)ともに384キロビット/秒(kbps)であった。5として2005年に標準化した。6として2007年に標準化している。このような高いデータ通信速度を実現する上では、QPSKから16QAM(直交振幅変調)、さらには64QAMへと、変調方式の多値化技術を適用する必要があった。このように、DL、ULともデータ通信の高速化への要求はとどまることがない。そのため、システムを構成する各種部品についても、高性能化が求められている。Range)が高いものが求められている。基地局の開発に携わる技術者は、高性能化を実現しつつ、システムのコストや消費電力を抑えなければならないというジレンマに陥っている。今後のLTEや第4世代における高速/広帯域データ通信について、現状のアーキテクチャでは限界が来ていると感じているのではないだろうか。この問題に対する1つの答えが、より進化したD-Aコンバータを活用することである。ここで、筆者が所属するアナログ・デバイセズの製品を例に、D-Aコンバータの進化の様子を具体的に俯瞰してみることにする。表1に示すとおり、ここ10年の間に、最先端のD-Aコンバータの製造プロセスは、0.6μmから0.35μm、さらに現在の0.18μmへと微細化が進んでいる。電源電圧については5V単一電源から3.3V、1.8Vへと低下し、パッケージ形状はSOICからLFCSPへと変化してきている。その結果、消費電力は14ビット/100MSPSクラスのもので185mWから60mWへと1/3になり、実装面積についても、約200mm2から25mm2へと1/8に縮小している。加えて、プロセスの微細化は分解能や変換速度の面でも変化をもたらした。従来は、分解能が14ビット、変換速度が100メガサンプル/秒(MSPS)クラスの製品がハイエンド品であった。それが最近では、16ビット、1ギガサンプル/秒(GSPS)クラスのデュアル品、あるいは14ビット、2GSPSクラスのシングル品といった具合に、より分解能が高く、より変換速度が速いものが生まれている。従来D-Aコンバータ後段のアナログ側に構成されていたフィルタや変調機能をD-Aコンバータのデジタル部に集積することも可能になった。これは、基地局などのシステムにおいて、周辺回路を削減し、機器のサイズを縮小できるということを意味する。従来のD-Aコンバータが備えていなかった機能をも取り込んで、さらなる高集積化を実現することが可能になる。近い将来、D-Aコンバータの進化により、GHzオーダーの高周波数、かつ広帯域にわたる出力をもダイレクトに出力するD-Aコンバータが開発/製品化されていくであろう。その結果として、基地局のアーキテクチャにも変化が訪れることになる。LLC.ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。