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ソフトウェア無線端末用超低消費電力GHz帯RF DSPの開発

研究課題

研究課題/領域番号 14205053
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関東北大学

研究代表者

坪内 和夫  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30006283)

研究分担者 中瀬 博之  東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60312675)
亀田 卓  東北大学, 電気通信研究所, 助手 (10343039)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
54,080千円 (直接経費: 41,600千円、間接経費: 12,480千円)
2005年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2004年度: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2003年度: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2002年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
キーワードソフトウェア無線 / 低消費電力 / RF DSP / 電流モード信号処理 / スペクトラム拡散通信 / OFDM / FIRフィルタ / ASIC / 電流モードアナログ信号処理
研究概要

本研究では,低消費電力マルチバンド・マルチモード変復調アーキテクチャ実現のため,電流モードプログラマブルデバイスを応用して,電流モードによるソフトウェア無線(SDR)用アーキテクチャを提案・設計している.
まず,SDRアーキテクチャのキーデバイスの1つである,スイッチトカレントプログラマブルFIRフィルタと,FIRフィルタがプログラマブル動作するために必要なプログラマブルタップ係数回路を提案した.タップ係数回路はカレントミラー回路とMOSトランジスタのみで構成されており,従来のディジタルCMOSプロセスを用いた超小型LSIが製作可能である.次に,4ビット分解能を有するタップ係数LSIを試作・評価し,LSIの出力電流実測値を用いたW-CDMA用32タップベースバンドFIRローパスフィルタが,ビット誤り率特性の計算機シミュレーションにおいて,プログラマブルフィルタとして十分実用可能であることを示した.
さらに,スイッチトカレントフィルタと同様にSDRアーキテクチャのキーデバイスの1つである電流モードミキサを提案し,試作LSIよりその動作を実証した.GHzオーダの周波数を実現するディジタルクロックを局部発振器として用いた電流モードミキサは,電流信号をあらゆる周波数へ変換するマルチバンドを可能とする.次に,スイッチトカレントフィルタと電流モードミキサを用いて,IF帯からベースバンド帯まで電流モード回路で構成した小型電流モードSDRアーキテクチャを設計した.ヘテロダイン方式でありながらプログラマビリティを有するSDRアーキテクチャの消費電力が,A/Dを用いたアーキテクチャの1/11であることを実証した.
また,高密度多層樹脂基板を用いた60GHz帯信号伝送可能な平衡型ペア線路を提案した.平衡型ペア配線構造において,表層のマイクロストリップライン,内層のストリップライン,各層を接続するビアを,同一の線路間隔で,かつ同一の特性インピーダンスとなるように設計することで,90GHz帯まで信号伝送可能であることを示した.

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (34件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] Growth of atomically flat-surface Aluminum Nitride epitaxial film by metalorganic chemical vapor deposition2005

    • 著者名/発表者名
      K.Uehara, et al.
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 44・5A

      ページ: 2987-2992

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface aoustic wave properties of atomically-flat-surface Aluminum Nitride epitaxial film on sapphire2005

    • 著者名/発表者名
      K.Uehara, et al.
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 44・6B

      ページ: 4512-4515

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ブロードバンド伝送平衡型ペア線路の設計2005

    • 著者名/発表者名
      中瀬 博之, ほか
    • 雑誌名

      エレクトロニクス実装学会誌 8・4

      ページ: 277-281

    • NAID

      110001274199

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 高密度多層基板を用いた60GHz帯伝送平衡型ペア線路2005

    • 著者名/発表者名
      中瀬 博之 ほか
    • 雑誌名

      信学論 J88-C・11

      ページ: 957-963

    • NAID

      110003496110

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Growth of atomically flat-surface Aluminum Nitride epitaxial film by metalorganic chemical vapor deposition2005

    • 著者名/発表者名
      K.Uehara, et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.44, No.5A

      ページ: 2987-2992

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface aoustic wave properties of atomically-flat-surface Aluminum Nitride epitaxial film on sapphire2005

    • 著者名/発表者名
      K.Uehara, et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.44, No.6B

      ページ: 4512-4515

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Balance type pair transmission line for broadband using multi-layer substrate2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nakase, et al.
    • 雑誌名

      J.Jpn.Institute of Electro.Packaging Vol.8, No.4

      ページ: 277-281

    • NAID

      110001274199

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Balance type pair transmission line for 6oGHz band using multi-layer substrate2005

    • 著者名/発表者名
      H.Nakase, et al.
    • 雑誌名

      IEICE Trans.Electron. Vol.J88-C, No.11

      ページ: 957-963

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Growth of Atomically Flat-Surface Aluminum Nitride Epitaxial Film by Metalorganic Chemical Vapor Deposition2005

    • 著者名/発表者名
      K.Uehara, et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44・5A

      ページ: 2987-2992

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface Acoustic Wave Properties of Atomically-Flat-Surface Aluminum Nitride Epitaxial Film on Sapphire2005

    • 著者名/発表者名
      K.Uehara, et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 44・6B

      ページ: 4512-4515

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ブロードバンド伝送平衡型ペア線路の設計2005

    • 著者名/発表者名
      中瀬 博之 ほか
    • 雑誌名

      エレクトロニクス実装学会誌 8・4

      ページ: 277-281

    • NAID

      110001274199

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Voltage to current converter for OFDM current-mode FFT LSI2004

    • 著者名/発表者名
      S.-K.Kim, et al.
    • 雑誌名

      IEEE Asia Pacific Conf. Circuits and Systems (APCCAS 2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Growth of AlN film on Mo/SiO_2/Si(111) for 5GHz-band FBAR using MOCVD2004

    • 著者名/発表者名
      C.-M.Yang, et al.
    • 雑誌名

      2004 IEEE Int. Ultrason., Ferroelect., Freq. Contr. Joint 50th Anniversary Conf. Proc.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of 5-GHz-band SAW filter with atomically-flat-surface AlN on sapphire2004

    • 著者名/発表者名
      K.Uehara, et al.
    • 雑誌名

      2004 IEEE Int. Ultrason., Ferroelect., Freq. Contr. Joint 50th Anniversary Conf. Proc.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltage to current converter for OFDM current-mode FFT LSI2004

    • 著者名/発表者名
      S.-K.Kim, et al.
    • 雑誌名

      IEEE Asia Pacific Conf.Circuits and Systems (APCCAS 2004) 6A-3

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Growth of AlN film on Mo/SiO_2/Si(111) for 5GHz-band FBAR using MOCVD2004

    • 著者名/発表者名
      C.-M.Yang, et al.
    • 雑誌名

      2004 IEEE Int.Ultrason., Ferroelect., Freq.Contr.Joint 50th Anniversary Conf.Proc. U4-B-1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of 5-GHz-band SAW filter with atomically-flat-surface AlN on sapphire2004

    • 著者名/発表者名
      K.Uehara, et al.
    • 雑誌名

      2004 IEEE Int.Ultrason., Ferroelect., Freq.Contr.Joint 50th Anniversary Conf.Proc. U5-B-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Voltage to current converter for OFDM current-mode FFT LSI2004

    • 著者名/発表者名
      S.-K.Kim, et al.
    • 雑誌名

      IEEE Asia Pacific Conf.Circuits and Systems(APCCAS 2004)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Growth of AlN film on Mo/SiO_2/Si(111) for 5GHz-band FBAR using MOCVD2004

    • 著者名/発表者名
      C.-M.Yang, et al.
    • 雑誌名

      2004 IEEE Int.Ultrason., Ferroelect., Freq.Contr.Joint 50th Anniversary Conf.Proc.

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of 5-GHz-band SAW filter with atomically-flat-surface AlN on sapphire2004

    • 著者名/発表者名
      K.Uehara, et al.
    • 雑誌名

      2004 IEEE Int.Ultrason., Ferroelect., Freq.Contr.Joint 50th Anniversary Conf.Proc.

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Switched-current analog programmable filter for software-defined radio2003

    • 著者名/発表者名
      S.Saigusa, et al.
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 42・4B

      ページ: 2185-2189

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Lower boundary of supply voltage in digital ULSI based on the communication theory2003

    • 著者名/発表者名
      H.Nakase, et al.
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 42・10A

    • NAID

      10011766697

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] All digital one-chip wireless modem LSI with acquisition circuit2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakai, et al.
    • 雑誌名

      Extended Abst. of 2003 Int. Conf. Solid State Devices and Materials (SSDM2003)

      ページ: 410-411

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Switched-current analog programmable filter for software-defined radio2003

    • 著者名/発表者名
      S.Saigusa, et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.42, No.4B

      ページ: 2185-2189

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Lower boundary of supply voltage in digital ULSI based on the communication theory2003

    • 著者名/発表者名
      H.Nakase, et al.
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.42, No.10A

    • NAID

      10011766697

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] All digital one-chip wireless modem LSI with acquisition circuit2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakai, et al.
    • 雑誌名

      Extended Abst.of 2003 Int.Conf.Solid State Devices and Materials (SSDM2003)

      ページ: 410-411

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A current-mode analog programmable FIR filter for SDR terminals2002

    • 著者名/発表者名
      S.Saigusa, et al.
    • 雑誌名

      Proc. 2002 Int. tech. Conf. Circuits/Systems, Computers and Commun. (ITC-CSCC 2002)

      ページ: 78-81

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Switched current analog programmable FIR filter for software defined radio2002

    • 著者名/発表者名
      S.Saigusa, et al.
    • 雑誌名

      Extended Abst. 2002 Int. Conf. Solid State Devices and Materials (SSDM 2002)

      ページ: 380-381

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Current mode FFT LSI for OFDM with high accuracy2002

    • 著者名/発表者名
      S.-K.Kim, et al.
    • 雑誌名

      Extended Abst. 2002 Int. Conf. Solid State Devices and Materials (SSDM 2002)

      ページ: 378-379

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] New current attenuator circuit in the current mode FFT LSI for OFDM2002

    • 著者名/発表者名
      S.-K.Kim, et al.
    • 雑誌名

      Proc. 2002 IEEE Asia Pacific Conf. Circuits and Systems

      ページ: 442-442

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A current-mode analog programmable FIR filter for SDR terminals2002

    • 著者名/発表者名
      S.Saigusa, et al.
    • 雑誌名

      Proc.2002 Int.tech.Conf.Circuits/Systems, Computers and Commun. (ITC-CSCC 2002)

      ページ: 78-81

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Switched current analog programmable FIR filter for software defined radio2002

    • 著者名/発表者名
      S.Saigusa, et al.
    • 雑誌名

      Extended Abst.2002 Int.Conf.Solid State Devices and Materials (SSDM 2002)

      ページ: 380-381

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Current mode FFT LSI for OFDM with high Accuracy2002

    • 著者名/発表者名
      S.-K.Kim, et al.
    • 雑誌名

      Extended Abst.2002 Int.Conf.Solid State Devices and Materials (SSDM 2002)

      ページ: 378-379

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] New current attenuator circuit in the current mode FFT LSI for OFDM2002

    • 著者名/発表者名
      S.-K.Kim, et al.
    • 雑誌名

      Proc.2002 IEEE Asia Pacific Conf.Circuits and Systems

      ページ: 442-442

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Saigusa, et al.: "Switched-current analog programmable filter for software-defined radio"Jpn.J.Appl.Phys.. 42・4B. 2185-2189 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Nakase, et al.: "Lower boundary of supply voltage in digital ULSI based on the communication theory"Jpn.J.Appl.Phys.. 42・10A. L1133-L1135 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sakai, et al.: "All digital one-chip wireless modem LSI with acquisition circuit"Extended Abst. of 2003 Int. Conf. Solid State Devices and Materials (SSDM2003). 410-411 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Saigusa: "A current-mode analog programmable FIR filter for SDR terminals"Proc. 2002 Int. tech. Conf. Circuits/Systems, Computers and Commun. (ITC-CSCC 2002). 78-81 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Saigusa: "Switched current analog programmable FIR filter for software defined radio"Extended Abst. 2002 Int. Conf. Solid State Devices and Materials (SSDM 2002). 380-381 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.-K.Kim: "Current mode FFT LSI for OFDM with high accuracy"Extended Abst. 2002 Int. Conf. Solid Devices and Materials (SSDM 2002). 378-379 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.-K.Kim: "New current attenuator circuit in the current mode FFT LSI for OFDM"Proc. 2002 IEEE Asia Pacific Conf. Circuits and Systems. 442 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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