LTEには��格がたくさんある。運��すべき周�S数帯域幅は、1.4MHzから3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHzに渡り6つ以�屬△蝓∽�二�_化モードはFDD（frequency division duplex）��(sh┫)式とTDD（time division duplex）��(sh┫)式がある。周�S数帯も700MHz帯から2600MHz帯まで主に8周�S数帯があると言われている。データ変調��(sh┫)式は、QPSK、16QAM、64QAMから��(li│n)�Iする。

こういった�x場ではプログラマビリティが不可�L(f┘ng)になる。この��集では、プログラマブルなRF�v路のLime Electronics社、ベースバンド�v路のソフトウエア無線を推進するCognovo社とpicoChip社、Icera社、ワイヤレスインフラ��チップのソフトウエア無線を推進するPMC-Sierra社、フェムトセルを設��するU(xi┌n)biquisys社、などを紹介する。ベースバンドICメーカー、IPベンダーから紹介する。

フェムトセルやピコセルをはじめとする小型ベースステーションは、NTTドコモなどの通信キャリヤ業�vにとっては、�\え��ける通信トラフィックを解消するための�}段の�kつとなりうるが、欧�Δ任呂修谿��屬料T味がある。例えばドイツでは電柱を立てることは��されないため、光ファイバやADSL��の銅線を敷設するにはコストが極めて高くなる。電線は��て地中に�mめられているからだ。このためブロードバンド化が��れていると言われている。しかし、フェムトセルやピコセルは家庭やオフィスのゲートウエイとして使えば�~単にブロードバンドが�}に入るため、モバイルブロードバンドとしての小型ベースステーションに期待が高まっている。

プログラマブルRF�v路を開発したLime
2007�Q創立の英ライムエレクトロニクス（Lime Electronics）社は、400MHzから4GHzまでの広帯域RFトランシーバ�v路を開発、�Q地ごとにフィルタやPLLの設定を変えるだけで世�c�Q地のRF�v路を設��できるようになる。このチップは�kつの共通のチップでRFの変調周�S数幅を16帯の周�S数に渡ってプログラムできるうえに、TDDとFDDの��二�_化をサポートする。この�T果、世�c�Q地のGSM、3GPP（WCDMA/HSPAとLTE）、3GPP2（CDMA2000）、WiMAXに�官�できる。

このチップは3GからL(zh┌ng)TEにかけて��格が世�c�Q地で違っても1つのチップだけで�官�できるため、チップユーザーにとっては世�c�Q国の小さなベースステーション向けの共通チップとして�P(gu─n)入すればコストダウンを図ることができる。「当社のフレキシブルトランシーバ（送�p信機）ICは基地局に向けており、それもフェムトセルから、ピコセル、そしてマイクロセルと小さな単位からやや�j(lu┛)きな単位までをカバーし、さらに中�M(f┬i)�_(d│)への応��も狙っている」と同社CEOのEbrahim Bushehri��(hu━)(図1)は言う。

図1　Lime ElectronicsのCEO、Ebrahim Bushehri��(hu━)(左)、マーケティングディレクタのDale Wilson��(hu━)（��）

この�v路は、デジタル�U(ku┛)御インターフェースであるSPIを通して、可変ゲインアンプ（VGA）やフィルタ�p信�笋�LNA（低雑音アンプ）、などを調�Dする。送信�笋魯僖錙璽▲鵐廚鬟疋薀ぅ屬垢襯▲鵐廚泙任魎泙燹Ｄ甘Dには、GUI（グラフィカルユーザーインターフェース）と�h価ボード(図2)を使って、�`的とするRF�v路に合うように行う。

図2　プログラム、設��する�h価ボード

チップの設��・���]には0.18μmのバイCMOSプロセスと業�c�Y��のSiGeプロセスを使っている。SiGeヘテロバイポーラを?y┐n)��]するファウンドリにはタワージャズセミコンダクター（Tower Jazz Semiconductor）やTSMCなどがいるため、SiGeプロセスはもはや�Y��プロセスだという。CMOSはバルク�W(w┌ng)��だが、Bushehri��(hu━)は「バルクCMOSかSOIという議�bはなかなか�C白いが、�T局は�攵盋の問��だと思う」と述べ、プロセス的にはこなれた�\術を使っていく。

2010�Q秋に�攵�を開始したLMS6002Nは、9mm角のQFNパッケージで、ヒートシンクが��いている。

IPを供与した半導��メーカーが4Gのシリコンを?y┐n)��]中
LTE（Long Term Evolution）サービスを行う基地局����や半導��が登場する中で、早くもその次のLTE-Advanced（4G）向けの半導��チップが今�Q後半に登場しそうな勢いだ。2010�QからL(zh┌ng)TEのサービスが始まったばかりなのにもかかわらず、である。LTE-Advanced向けの半導��メーカーにカギとなるモデム�\術のIP（intellectual property）を提供しているのが英国のIPコアベンダーのコグノボ（Cognovo）社だ。

コグノボ社はベースバンドプロセッサ�v路を提供するIPベンダーである（参考�@料1）。半導��チップそのものは設��も���]もしない。ベースバンド専��プロセッサを開発し、半導��メーカーにライセンスを供与する。�@��プロセッサのIPベンダーであるアーム（ARM）社と同じビジネスモデルの企業である。

コグノボ社のベースバンド専��プロセッサコアはソフトウエア無線を�W(w┌ng)��する。LTEやLTE-Advancedのようにデータレートが高�]であれば、モデムプロセッサも高�]に�官�しなければならない。このため並�`処理演�Qを行い、モデム処理をリアルタイムで行えるように高�]化する。コグノボはこのVSP（ベクトルシグナルプロセッサ）と�}ぶプロセッサで並�`演�Qする。LTE-Advancedのチップでは4個ないし6個のVSPを�W(w┌ng)��する。VSPはアルゴリズム処理���Qを�pけ�eち、レイヤー1の�駘�層にある、デコーディングや復調、�p送信などモデム動作に��要な�駘�的な動作をサブフレームに分け、それぞれを処理していく。

VSP1個で1サイクル当たり16MAC（積和演�Q）の�ξ�を�eつ。これを4コアで並�`演�Qすると64MAC/サイクルになる。LTEの�ξ�としてはこの��度らしいが、現在パートナーのある半導��メーカーが開発中のLTE-Advanced向けのチップでは6コアを使っていると同社の創立�v兼バイスプレジデントのCharles Sturman��(hu━)(図3)は言う。

図3　Cognovo社創立�vのCharles Sturman��(hu━)

「LTE-Advancedでは、4コアないし6コアを���Tする。8コアや16コアはフェムトセルやピコセルといった小型基地局に向く。すなわちコグノボ社のVSPプロセッサは、コアの数をスケーラブルに換えられるため、携帯電�B機から小型基地局に至る広い�x場をカバーできる」とSturman��(hu━)は述べる。

こういった並�`演�Qに�L(f┘ng)かせないのが、このモデムプロセッサに内�鼎気譴織織ぅ潺鵐哀灰鵐肇蹇璽蕕肇掘璽吋鵐気任△襦�このうちのシーケンサが並�`演�Qのスケジューリングを行う。システムソフトウエアをサブフレームに分け、�Qサブフレームを��確なタイミングでスケジューリングを行う。ARMプロセッサはレイヤー1の�b理プロトコルをタイミング�U(ku┛)御する。

ソフトウエアモデムを開発する場合にはこれまでとは違う、��く新しいコード開発の�U(ku┛)御、最適化、検証などが��要になってくるため、コグノボ社は独�Oに開発環境システムを作成した。デザインツールや、コンパイラ、デバッガ、コードオプティマイザなどを統合している。

「顧客の�@�iは言えないが、複数の半導��メーカーにこのIPをライセンス供与し、6コアのVSPを使ったLTE-Advancedチップを開発中である。今�Qの後半にはシリコンが出てくるはずだ」とSturman��(hu━)は言う。

専��チップとソフトウエア無線を使い分け
英ピコチップ（picoChip）社は、フェムトセルやピコセルのベースステーションに使われる半導��メーカーとして地位を確立してきたようだ。同社マーケティング担当バイスプレジデントのRupert Baines��(hu━)は、「フェムトセルに使われるベースバンドチップの80%が当社��だ」と誇らしげに語る。

図4　picoChip社のVP、Rupert Baines��(hu━)

フェムトセルやピコセルは今後もさらに�Pびそうだ。Baines��(hu━)によると、ピコセルの新しい応��が出てきているという。これは、「かつての企業内における構内交換機であったPBXの携帯電�B版のようなもの」（同��(hu━)）。��にNECやGEのような�H国籍企業では東�Bにも英国にもオフィスがあることが�Hいが、企業内で携帯電�BをかけるとVPNを通して英国にいる同�^の携帯電�Bにもそのままローミングサービスを経ずに企業内ネットワーク経�y(t┓ng)で�Bができる。こういったサービスを提供しているのが、��(sh━)スパイダークラウド（SpiderCloud Wireless）社だ。スパイダークラウド社はE-RAN（Radio Access Network）と�}ぶ、無線のノード����（LAN��スイッチのような�j(lu┛)きさ）を設��している。

3�Q�iにピコチップ社を紹介した時（参考�@料2）、マルチコアというより��並�`DSPコアを�W(w┌ng)��するプログラマブルなプロセッサであったが、今�v��(j┤)したHSPAベースバンドチップ新����PC3008はマルチコアアーキテクチャ(picoArrayアーキテクチャ)ではなく、ARM11と複数のDSPコア、ハードウエア�v路を集積した専��SoCである。Baines��(hu━)によると、��3世代のHSPAチップだから��格は�w定化しているため、小さく・�Wくを念頭に40nmプロセスで設��し、TSMCが���]したものだという。��1世代のHSPAはフレキシブルでスケーラブルなアーキテクチャで作っており、コストは200ドルくらいしたが、今�vのチップだと15ドルくらいに�Wくできるようになったとしている。

�k��(sh┫)、LTEのベースバンドチップPC500も�t��(j┤)していたが、これは819個のDSPコアからなるマルチコアプロセッサのアーキテクチャを使っている。これはLTEの��格が世�c�Q地で流動的であり、��格変��(g┛u)の余地があるから専��チップにはできないからだ。「来�QLTEの��格が��確に�wまると、おそらくSoCになると思う」とBaines��(hu━)は言う。ところが来�Q4G相当のLTE-Advancedのベースバンドが出てくる頃にはまたpicoArrayアーキテクチャになるだろうとしている。次々と新�\術が登場してくるのに�官�できる。

チップ�C積を�\やさずLTE＋HSPA
アイセラ（Icera）社もソフトウエア無線チップのICE806xを開発しているが、そのチップは、データレートが7.2MbpsのHSPAからHSPA+の28Mbps、42Mbps、50Mbpsをカバーしながらチップ�C積が小さいという��長を�eつ。性�Δ�高いため基地局が少なくて済み、通信オペレータ業�vの投�@コストが小さくて済むというメリットもあるという。

同社はLTEチップもエンジニアリングサンプルを出荷中で、そのチップはHSPAとのバックワード互換性を保ちながらチップ�C積は�\やさないことが��長だという。LTEとHSPA、3G（WCDMA）の機�Δ鮑椶擦討皀船奪廛汽ぅ困呂曚箸鵑品僂錣蕕覆ぁ�

参考�@料
1. 並�`プロセッサIPのソフトウエアモデムでLTE、WiMAX、LTE-Advancedに�官� (2010/07/02)
2. ��集：英国株式会社(4)マルチコアDSPで無線インフラ�x場へ (2008/03/21)