ラティスNEWS 2009年6月

4G通信システム用マルチチャネルDDC/DUC参照設計

ラティスは最近、Multi-Channel Digital Down/Up Converter(DDC/DUC)参照設計をリリースしました。この設計はWiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)構成でテストされていますが、LTEをはじめとする各種の4G規格で幅広く利用できます。

デジタルアップコンバータ（Digital Up Converter；DUC）

DUCはベースバンド信号をより高い周波数の中間周波数(IF)バンドに変換します。これはベースバンド信号をまず必要なサンプリング周波数でアップサンプリングしてから、それを高周波搬送波と混合することで行われます。DUCの機能ブロック図を下に示します。

DUCブロック図

デジタルダウコンバータ（Digital Down Converter；DDC)

DDCはDUCと逆の機能を実行し、信号を中間周波数(IF)バンドからベースバンドに変換します。DDCはDUCと似た構造を使用して作られていますが、補間フィルタの代わりに間引きフィルタが使用され、それがDUCとは逆の順序で接続されています。DDCの機能ブロックを下に示します。

DDCブロック図

マルチチャネル(MC) DDC/DUC

無線基地局メーカは、価値と性能を高めながらも差別化を図る方法を求め続けています。送受信機能は、非常に高い周波数のサンプルレートからチップ処理レートにデータを移動する必要性に対処するため、設計者が注目する分野となっています。DUCおよびDDCはこの目的のために使用され、通常はサンプルレート変換に加えて、ミキサを使用した周波数シフトが内蔵されています。

一部の通信規格や多様な入力サンプル周波数をサポートするため、DDC/DUC設計におけるデバイスの再利用性と柔軟性に関するニーズが高まっています。LatticeECP2MFPGAファミリ用のラティスのMC DDC/DUC参照設計は、こうした性能と柔軟性の要件に適合しながら、電力とコストを削減するために役立ちます。LTEやWiMAXといった各種の4G規格に幅広く利用できます。この参照設計は、実際にはWiMAX構成でテストされています。

MC DUCおよびMC DDCは、FPGAデバイスのリソースを最大限活用する方法で実装されています。IチャネルとQチャネルのフィルタチェインは同一であるため、同一セットのフィルタを時分割多重化して両チャネルを処理できます。MC DUCおよびMC DDC参照設計は、ラティスのNumerically Controlled Oscillator バージョン2.3、FIR Filter [EN]バージョン4.0、およびDistributed Arithmetic FIR (DA-FIR) Filter [EN]バージョン2.0 IPコアを使用して作成されています。MC DUC/DDCの機能ブロック図を下記に示します。

MC DUCブロック図

MC DDCブロック図

その他の情報

ユーザーズガイド Multi-Channel Digital Up/Down Converter for WiMAX Systemsには、この参照設計の詳細が記載されています。この参照設計はラティスのウェブサイトからダウンロードできます。