Ett radiohuvud i FPGA:an

För ett år sedan började Lattice sampla kretsar i ECP3-familjen, en FPGA som är utvecklad med kommunikationsprodukter i åtanke. Nu följer företaget upp med innehåll i form av IP-block för LTE-nät.

– Samarbetet med Affarii tar oss upp till nästa steg upp i näringskedjan där vi hamnar mitt i dataströmmen. Kunderna fokuserar på kostnaderna och där ser vi en chans för ECP3 som har gott om logik, minne, DSP-funktioner och serieportar men som också är utvecklad för att ha låg effektförbrukning, säger Ron Warner på Lattice.

FPGA-familjen ECP3 lanserades officiellt i februari i år men redan förra hösten hade utvalda kunder fått de första exemplaren (länk). Familjen är utformad för att passa bland annat telekommarknaden med ett förhållandevis lågt pris och låg effektförbrukning. ECP3 finns med 17 000 till 150 000 uppslagstabeller och alla har sändtagare som klarar 3,2 Gbit/s.

Lattice nya samarbetspartner Affarii är ett tämligen nystartat brittiskt företag med fyra anställda men de är definitivt inga duvungar när det gäller radiokommunikation.

– Teamet har arbetat ihop i över tio år, säger Shane Flint som är vd på Affarii.

Innan dess arbetade han på uppstartsföretaget Nujira som utvecklar effektförstärkare till bland annat bassationer. Men medarbetarna på Affarii känner varandra sedan tiden på Symbionics, Cadence brittiska konsultbolag.

– Vi var bland annat med och utvecklade produkter för 1900 MHz-bandet åt Nokia och har gjort 802.11-lösningar åt asiatiska kunder. Dessutom har några av oss forskat kring fördistorsion.

Men nu är fokus alltså på så kallade Remote Radio Heads som bland annat finns i LTE- och Wimaxnät.

– Arkitekturen i näten har gått från att ha en basstation vid varje antenn till att ha distribuerade system där varje basstation sköter ett antal radiohuvuden. Det ger mindre fotavtryck på sajterna och blir billigare, säger Ron Warner på Lattice.

Signalerna mellan basstationerna och radiohuvudena går via optofiber och avstånden kan vara upp till 10 kilometer.

Lattice och Affarii erbjuder nu en uppsättning IP-block som kan ta hand om hela den digitala delen av radiohuvudet. Lattice står för de standardbetonade blocken för bland annat gränssnitt som CPRI/OBSAI, Ethernet och SDRAM.

Affarrii bidrar med kunnande om digital fördistosion (DPD) och reduktion av crestfaktorn (CFR).

Crestfaktorn visar förhållandet mellan toppnivån på signalen och dess medelvärde. Genom att minska toppnivån kan man sänka kravet på effektförstärkaren och därmed även effektförbrukningen och kostnaden. Affariis algoritm klarar flera bärvågor i samma kanal och en bandbredd upp till 20 MHz.

– Att ställa in Crestfaktor är något man gör en gång och vill man inte göra det själv finns en algoritm som gör det automatiskt, säger Shane Flint på Affarii.

Den digitala fördistorsionen däremot är något man skruvar på kontinuerligt för att få effektförstärkaren att bli så linjär som möjligt. Även den algoritmen klarar multipla bärvågor i samma kanal och en bandbredd på 20 MHz. Algoritmen fungerar ihop med bland annat förstärkare av typen Class AB liksom Dohertyförstärkare som båda använder LDMOS- eller GaN-transistorer.

Företagen förväntar sig dock inte att branschledare som Ericsson ska anamma lösningen.

– De vill använda egna algoritmer och börja med en FPGA för att sedan göra en asic. Men jag tror att de ändå kan vara intresserade av att titta på vår lösning, den kan nog öppna en del ögon, säger Ron Warner som påpekar att listpriset för en ECP3 inklusive Affariis algoritm ligger på 44 dollar.

För några veckor sedan lanserade Xilinx och Wintegra också en lösning för bland annat LTE-leverantörer (länk).

– Jag känner inte till alla detaljer men som jag förstår det är vi inte konkurrenter. De har effekthungriga kretsar och siktar på själva basstationerna medan vi siktar på radiohuvudena där det krävs lågt pris och låg effekt, säger Ron Warner.