Framtidens Radio för Sakernas Internet. ARM Sweden AB Lund Sverige Dr. Tobias Tired

Relevanta dokument
Elektronik Dataomvandlare

Elektronik. Dataomvandlare

Elektronik. Viktor Öwall, Digital ASIC Group, Dept. of Electroscience, Lund University, Sweden-

LINCE. -vad kommer sedan? Linköpings Universitet

Kapitel 13: (Maria Kihl)

Fysiska lagret. Kanal. Problem är att kanalen har vissa begränsningar: Kanalen är analog Kanalen är bandbreddsbegränsad och är oftast störd (av brus)

Elektronik Dataomvandlare

Elektronikprofilen Y/D

Hemtenta 2 i Telekommunikation

KOMPETENSNAV INTEGRERADE KRETSAR OCH SYSTEM

Elektronikprofilen. Profilansvarig: Dr. J Jacob Wikner (ISY)

Register your product and get support at SDV5118/12. SV Användarhandbok


Digital elektronik och inbyggda system



Kapitel 13: Telefoninäten. Spanning Tree. Jämförelse med OSI-modellen. Jens A Andersson (Maria Kihl)

AD-/DA-omvandlare. Digitala signaler, Sampling och Sample-Hold

Zodiac Super Talk 446 Bruksanvisning

DS-2900S2/PAL. DVB-S/S2 till PAL med grannkanalmodulator. Bruksanvisning

Digital kommunikation. Maria Kihl

MOTION till SSA, Årsmötet 2013 Rev. 5

Telefoninäten. Jens A Andersson

Register your product and get support at SDV6121/12. SV Användarhandbok

Register your product and get support at SDV6224/12. SV Användarhandbok

Trådlöst. Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.

Digitala kretsars dynamiska egenskaper

Radioprojekt våren 2002 Antennförstärkare Jimmy Johansson e98 Fredrik Åhfeldt e98 Handledare: Göran Jönsson

Kanalprocessor Ref: 5179

Digital IC konstruktion


effektiv tillståndskontroll för alla branscher

Elektronik. Viktor Öwall, Digital ASIC Group, Dept. of Electroscience, Lund University, Sweden-

Analoga och Digitala Signaler. Analogt och Digitalt. Analogt. Digitalt. Analogt få komponenter låg effektförbrukning

INTELLIGENS TAGEN TILL SIN GRÄNS

Tentamen i Trådlös Internet-access

Digital IC konstruktion

Bostadsaggregat RECOM 4. Experter på inneklimat i lågenergihus

Antennförstärkare för UHF-bandet

Analogt och Digital. Viktor Öwall. Elektronik

Digital IC konstruktion

TOA s synnerligen kostnadseffektiva trådlösa mikrofonsystem har ett brett användningsområde. WM-4310 Trådlös lavaliermikrofon för UHF-bandet

Instuderingsfrågor ETS052 Datorkommuniktion

Radio. Innehåll ELEKTRONIK ESS010. Var används radio? Göran Jönsson

Kompletterande interferensberäkningar - Digital Dividend

GRUNDKURS I SIGNALBEHANDLING (454300), 5sp Tentamen

Profilen Kommunikation för Y, Yi, D & IT

Förstärkarens högfrekvensegenskaper. Återkoppling och stabilitet. Återkoppling och förstärkning/bandbredd. Operationsförstärkare.

PLL KRETS. 2.4 GHz MIC INBYGGD LCD TFT VID-TRANS300 VID-TRANS310 VID-TRANS320 SVENSKA PAN & TILT MÖRKER SEENDE IR LED MANUAL KANALER ENHET

Svensk Bruksanvisning

Elektronik. Viktor Öwall, Digital ASIC Group, Dept. of Electroscience, Lund University, Sweden-

Signalhastighet och bithastighet. Dämpning och distorsion. Dämpning. Olika fibertyper olika dispersion

42.MST 1/D (E )

Elektronik. Viktor Öwall, Digital ASIC Group, Dept. of Electroscience, Lund University, Sweden-

Trådlös kommunikation En introduktion av Open Systems Engineering AB

Figur 1 Konstant ström genom givaren R t.

DENVER SC-2. Trådlös Baby Alarm, 2,4 GHz. Bruksanvisning ALL RIGHTS RESERVED COPY RIGHT DENVER ELECTRONICS A/S.

Användarhandbok LABS LABS W E D E N UHF TRÅDLÖST MIKROFONSYSTEM MODEL:

Elektro och Informationsteknik LTH Laboration 4 Tidsplan, frekvensplan och impedanser

3G Repeater. Installationsmanual

Tentamen i Trådlös Internet-access

WLAN i verkligheten - möjligheter och fallgropar

Huvudcentraler att växa med

Accesstekniker för f r radio

Översatt från tyska av Elisabeth Gustavsson FR-100 Scanner med 5 frekvensband Bruksanvisning Artikelnummer

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 6 A/D- och D/A-omvandling. Elektronik för D ETIA01

LC Sweex Wireless LAN USB-kort

Rundradiomottagare Mikael Andersson Martin Erikson. Department of electroscience. ETI 041 Radioprojekt

KOMPETENSNAV INTEGRERADE KRETSAR OCH SYSTEM

Analoga metoder, IRIG rekommendationer Till en början användes FM/FM - system, frekvensmultiplex, enligt IRIG (Inter-Range Instrumentation Group) 2

Elektronik. MOS-transistorn. Översikt. Då och nu. MOS-teknologi. Lite historik nmosfet Arbetsområden pmosfet CMOS-inverterare NOR- och NAND-grindar

OH Slides F: Wide Area Networks

IEC Hona, IEC Hane, F Hane

ANVÄNDARMANUAL SESAM 800 KONFIGURERBAR A0

3G Repeater. Installationsmanual. Malux Sweden AB tel: Åsvägen 30, 89125, Örnsköldsvik

DIGITAL KOMMUNIKATION

WR-11. Svensk Bruksanvisning. Läs igenom denna bruksanvisning innan användning av produkten och spara bruksanvisningen för framtida användning.

BRUKSANVISNING SVENSKA

Elektriska kretsar och fält - några exempel på tillämpningar

Elektronik Elektronik 2017

DIGIAIR PRO. Svensk Manual

Byggstenar för Software Defined Radio

Analys/syntes-kodning

Poler och nollställen, motkoppling och loopstabilitet. Skrivet av: Hans Beijner

Håkan Tillander - Telenor, Networks/Radio

Bortom Moore Nya drivkrafter

Aktiv DVB-T Inomhus Antenn SRT ANT 12

BRUKSANVISNING SVENSKA

Aktive DVB-T Utomhus- Antenn SRT ANT 15

Registrera din produkt och få support på. SDV7220/12. Användarhandbok

Digital elektronik. I Båda fallen gäller förstås att tidsförloppet måste bevaras.

ACR-500 AM/FM Radio med Alarm klocka INSTRUKTIONS MANUAL SVENSK

Profilen Kommunikation

Profilen Kommunikation för Y, Yi, D & IT

ELEKTRISK FRAMDRIVNING I RYMDEN En svensk specialitet

LC Sweex Wireless LAN PC Card 54 Mbps

Resttentamen i Signaler och System Måndagen den 11.januari 2010, kl 14-19

Elektronik Elektronik 2019

Kapitel 2 o 3 Information och bitar Att skicka signaler på en länk. Jens A Andersson

Transkript:

Framtidens Radio för Sakernas Internet ARM Sweden AB Lund Sverige Dr. Tobias Tired

Översikt Projektets syfte och mål Bakgrund Genomförande Resultat - Mottagare - Sändare - Effektförstärkare Framtida planer Slutsatser

Projektets syfte och mål Utvärdering av radioarkitekturer för extremt effektsnåla transceivrar för Narrow- Band Internet of Things (NB-IoT)- standarden System on Chip (SoC)-krets Radio som klarar störningar on-chip Planera för integrerad effektförstärkare (PA) med hög verkningsgrad Minimering av kiselytan och kapselstorleken

Bakgrund NB-IoT användarfall Mycket stor marknadspotential!

Bakgrund Vad är NB-IoT? Tre sätt att installera ett NB-IoT system med BW = 180 khz Fristående utplacering i ett existerande GSM system Guard band installation med användande av outnyttjade resursblock i LTE www.ericsson.com RX: OFDMA TX: SCFDMA Samma som i LTE In-band installation som använder resursblock inom en LTE carrier

Bakgrund NB-IoT www.ublox.com NB-IoT: Licensierat spektrum Quality of Service (QoS)

Bakgrund NB-IoT mot konkurrenter NB-IoT: Ingen gateway behövs Använder cellulär infrastruktur NB-IoT

Genomförande ARM Cordio-N Narrow Band IoT arkitektur Mistbase VINNOVA radioförstudie By Mistbase AB in Lund Mistbase AB acquired by ARM in Feb. 2017 Layer 2 and 3 SW from NextG-Com in UK NextG-Com acquired by ARM in Feb. 2017

Genomförande NB-IoT radio ASIC - mål SAW P DC Arkitektur för min. kiselyta Lågkostnads CMOS RX: 729 2170 MHz TX: 699-1980 MHz On-chip PA Batteridrivna applikationer Min. P DC Högvolymprodukt Minimera tot. kostnaden Maximera marknaden Multiband support Hög integrationsgrad Min. antal externa komponenter

Genomförande Effektförbrukning NB-IoT radion SX? RX? Mottagare: RX Kanal-synthesizer: SX Sändare: TX On-chip effektförstärkare: PA Power classes: +20 dbm and +23 dbm TX? PA? PAE = (P out P in ) /P DC PAE = 60 % and P out = +20 dbm 240 mw in PA!

Resultat NB-IoT radioarkitektur

Resultat Mottagararkitektur alt.1: Zero IF mottagare 1/f brus DC offset Mindre utmaning jfr. sändaren

Resultat Mottagararkitektur alt.2: Low IF mottagare Undvik 1/f brus Undvik DC offset Mer komplex ADC samplingsfrekvens

Resultat-PA linearisering i upplänken Singelton: /4 QPSK /4 rotation av const. diag mellan varje symbol Amplitudinformation i TX signalen PA:t måste kunna återge TX-signalens envelopp Multiton QPSK:1,3,6 eller 12 toner Linjärt PA i klass A/AB Digital predistortion (DPD) Envelope tracking (ET) Envelope elimination and restoration (EER)

Resultat-NB-IoT upplänk forts. Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) QPSK singelton Saturerat PA QPSK singelton PA i linjära området TX modulation: Singelton /4 QPSK eller multiton QPSK Peak to Average Power Ratio (PAPR) PAPR =3 db (singelton) PAPR 6 db (multiton) Ej lämpligt med saturerat PA (klass A/AB) eller endast switchande (klass D/E) PA utan amplitudmodulering El-Khatib, Ziad, MacEachern, Leonard, Mahmoud, Samy A, Distributed CMOS Bidirectional Amplifiers Broadbanding and Linearization Techniques, Chapter 2 Modulation Schemes Effect on RF Power Amplifier Nonlinearity and RFPA Linearization Techniques, ISBN 978-1-4614-0271-8, Springer, 2012 Digital Communication Theory, http://www.qsl.net/pe1jok/commtheory. html ACPR

Resultat Kartesiskt PA utan envelopp tracking VCC Enkel väl beprövad arkitektur. Konstant VCC för PA:t Enpunkts-modulation: ingen missmatch mellan amplitud- och fasinformationen PA:t arbetar i sitt linjära område (klass A/AB) Låg PAE för låga P out Verkningsgrad PAE = (P out - P in ) /P DC

Resultat Digital fördistortion (DPD) Olinjäriteter i PA komplex förstärkning som ger AM till AM och AM till PM distortion Predistorter: Inversen för PA:ts komplexa förstärkning Fördelar: - Flexibilitet genom att ändra algoritm koefficienter - prestanda Nackdelar: - Komplex lösning - Bandbreddsexpansion: högre f klock för DAC och ADC

Resultat Linjärt PA med envelopp tracking (ET) Låg P out Lägre VCC RF in PA: t arbetar nära sin kompressionspunkt (OCP 1dB ) för alla P out Bibehållen PAE Efficiency for ET system

Resultat Olinjärt PA med polär basbandssignal och matningsmodulation (EER) Omvandling till polär signal digitalt i basbandet Olinjärt switchande PA med hög PAE. Insignal till PA:t: endast fasinformation Amplitudmodulering genom VDD Examensarbete LTH VT 2017

NB-IoT radio IC Framtida planer för ARM Sweden AB Nytt RF IC design center startat i Lund. Rekrytering pågår för ett signifikant antal personer. Söker RF IC konstruktörer med erfarenhet av utveckling av CMOS transceivrar och PA:n! Ny ansökan inskickad till VINNOVAS Smarta elektroniksystem - ARM Sweden AB - Lunds universitet - dbm RF Research AB Narrow Band Internet of Things (NB-IoT) sändare med integrerad effektförstärkare med hög verkningsgrad i CMOS teknologi

Sammanfattning Framtidens Radio för Sakernas Internet Projektsammanfattning-utfall - Förslag till energieffektiv radioarkitektur, särskilt lämplig för NB-IoT har tagits fram - Samarbete med Lunds Universitet har initierats - Samarbete har inletts med dbm RF Research AB i Linköping för PA design - Ett examensarbete har startats för ett polärt PA Mål för projektet-uppfyllelse - 3GPP specifikationen för NB-IoT har granskats - Arkitekturer har definierats som är optimala för specifikationen - Lämplig tillverkningsteknologi har definierats (40 nm CMOS) Resultat och förväntade effekter-utfall - Mistbase AB uppköpt av ARM i feb. 2017 - Positiv feedback från ARM på vår radioarkitektur!