JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise

Hög integrationsgrad och strömsnålt är fokus för Ericsson i Lund. Här berättar Igor Tasevski, chef för radioenheten i Lund, om några beslut som tagits i utvecklingsarbetet av modulen som ska sitta i den 5G-basstation på 28 GHz som företaget lanserar nästa år.

Hjärtat i modulen är den asic som Ericsson utvecklat i samarbete med IBM (länk).

Varje modul innehåller fyra asicar som var och en kan sända och ta emot på 16 korspolariserade antennelement. Polarisationsriktningarna är oberoende av varandra och antennelementen styrs via mjukvara. De kan styras dynamiskt över ±30° i steg om 1,4 grader.

Igor Tasevski

Hur styr ni loberna?
− I detta fall ansåg vi att det är tillräckligt att göra det analogt. Det betyder att vi har individuella fasvridare i varje sändar- och mottagarkedja, säger Igor Tasevski.

Alternativet hade varit att använda digital lobformning, som betyder att beräkningen görs i basbandet. Eller en hybridvariant.

Är alla antennelement alltid aktiva?
− Alla element används för att lyssna och skapa lobformer, men alla behöver inte nödvändigtvis skicka data eller ta emot.

− En radio kan även bestå av många antennmatriser. Då påverkar de varandra och då kan man välja att stänga av vissa matriser. Det görs dynamiskt beroende av trafikförhållanden.

Från mobiler till basstationer i Lund

Ericsson har cirka 600 anställda i Lund. De arbetar med forskning och utveckling inom tre områden: system och teknik, radio och basband. Här ingår även Ericsson Research, med den nästa största enheten i världen, som arbetar med nya produktgenerationer och tittar tre till sju år framåt.
Genom åren har Lundenheten arbetat med konsumentelektronik. Ericsson Mobile Communications, Ericsson Mobile Platforms, ST-Ericsson och Sony Ericsson har alla mynnat ut från staden.
Det har banat väg för kompetens med fokus på hög integration och låg strömförbrukning. För radioenheten – med cirka 200 anställda – innebär det mycket asicutveckling, både analog och digital. Här ligger tidshorisonten från idé till kisel i hand oftast på ett till tre år.
Radioenheten i Lund, som är del av en större global radioorganisation, är specialiserade på högfrekvent radio, främst på grund av sin bakgrund. Idag innebär det allt över 6 GHz.
Trots att Lund har ansvar för den högfrekventa produktutvecklingen inom 5G-radio så är utvecklingen ganska spridd över Sverige. Exempelvis bidrar antenngruppen på Lindholmen i Göteborg och utvecklingsteam vid huvudkontoret i Kista.

I publicerade artiklar går det att läsa att transceiverchipet innehåller effektförstärkare, lågbrusförstärkare (LNA) och fasvridare. Kretsen inkluderar även splitter/kombiner samt upp- och nedkonverterare för varje antennelement.

Hur signalen tar sig från modulen ner till basbandet, var ADC:er och DAC:ar sitter och hur företaget gör med alla digitala front-end-funktioner, digital predistortion (DPD) och annat är däremot extremt känsligt.

− Det är vår kronjuvel. Alla gör på olika sätt. Det är en konkurrensfördel att på det mest effektiva sättet få en analog signal att bli digital, så linjärisering är en superhemlighet i vår bransch, säger Igor Tasevski.

Klart är dock att modulen sitter i direkt anslutning till resten av radion. Det gör kylningen till en utmaning.

Kylningen hanteras mekaniskt med flänsar runt själva radion, som inkluderar både PAAM och radiodelen. I paketet sitter flera temperatursensorer, och i slutet av industrialiseringsprojektet är temperaturkompensering en väsentlig del.

− Modulen kan bli väldigt varm så man måste hitta sätt att kyla den, men också att inte värma den. Med hjälp av algoritmer som styr och stänger av, så att den inte alltid går på max, kan du minska värmeutvecklingen.

Vad handlar det om för uteffekt och räckvidd?
− Modulen förbrukar 30 till 40 watt vid sändning. Räckvidden begränsas av hur mycket du krämar på i PA-steget, men generellt sett beror räckvidden mer av yttre faktorer här än vid låga frekvenser.

Den totala energin som strålar ut, EIRP (Effective/Equivalent Isotropic Radiated Power), går att höja på två olika sätt.

Ett är att höja PA-steget. Ett annat är att lägga ihop flera moduler och samrikta dem. Då får du ut mer energi i en viss riktning och därmed längre räckvidd.

− Men våra kunder är mer intresserade av hur många användare som kan vara uppkopplade och inte så mycket hur långt signalen når.

Varför har ni valt att tillverka transceivern i kiselgermanium?

Denna artikel har tidigare publicerats i magasinet Elektronik­tidningen. För dig som jobbar i den svenska elektronik­branschen är Elektronik­tidningen gratis att prenumerera på – våra annonsörer betalar kostnaden.
Här ansöker du om prenumeration (länk).

− Generellt kan man säga att ju mer digitalt innehåll du har desto bättre lämpar sig CMOS. Detta är en analog krets därför använder vi kiselgermanium och optimerar mer på analog prestanda och mindre på digitalt innehåll.

Innan beslutet togs för två-tre år sedan utvärderades en mängd olika tekniker. Och givet de förutsättningar man hade togs beslutet att använda en BiCMOS-process.

Men vore inte CMOS trevligt?
− Jo, men det är en avstämning du alltid får göra. Vad har du analogt och vad har du digitalt. En annan är vad du har hårt och vad du har mjukt.

− Rent teoretiskt går det att göra detta i CMOS, men du får andra utmaningar. Du får hög integrationsgrad och då kanske du måste kompromissa med rf-prestanda relativt digitalt innehåll. I vissa fall är det bättre, i andra sämre.

Är tekniken skalbar?
− Ja, det finns inget i tekniken som inte fungerar på 60 GHz eller andra frekvenser, men man behöver göra om ganska mycket. Avstånden mellan antennelementen måste vara proportionell mot våglängden och routingen måste göras på annat sätt, så det blir en annan typ av byggsätt.

− Det är givetvis något vi undersöker för framtida produkter.

 

MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)