《B5G/6G白皮书》解读｜时空同步技术是驱动6G时代降临的关键技术

“6G网络的速度将比5G快100倍，几乎能达每秒1TB，这意味着下载一部电影可在1秒内完成，无人驾驶、无人机的操控都将非常自如，用户甚至感觉不到任何时延。”——南京航空航天大学电子信息工程学院常务副院长吴启晖

6G网络将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界。通过将卫星通信整合到6G移动通信，实现全球无缝覆盖，网络信号能够抵达任何一个偏远的乡村，让深处山区的病人能接受远程医疗，让孩子们能接受远程教育。此外，在全球卫星定位系统、电信卫星系统、地球图像卫星系统和6G地面网络的联动支持下，地空全覆盖网络还能帮助人类预测天气、快速应对自然灾害等。

6G通信技术不再是简单的网络容量和传输速率的突破，它更是为了缩小数字鸿沟，实现万物互联这个“终极目标”。

6G的数据传输速率可能达到5G的几十倍，时延缩短到5G的十分之一，在峰值速率、时延、流量密度、连接数密度、移动性、频谱效率、定位能力等方面都远优于5G。

日本“押宝”31亿

日本政府重金31亿“押宝”6G，与美国高科技企业合作，打造高科技的公共设施，提高研发环境，试图通过6G扳回5G落后的局面。

2022年3月，日本发布了《Beyond 5G/6G白皮书》，阐述了日本B5G/6G的现状以及6G发展的七个主要技术、三种未来通信场景和研发平台、标准化、国家项目支持等。

时空同步技术是未来6G发展的七个主要技术之一

（1）超高速、大容量通信技术：太赫兹（TERAHERTZ）波；全光网络（大容量光纤通信）；全光网络（光电波融合技术）。未来研发计划：基础技术开发（THz无线必要技术、100Gbps级光无线连接、40Tbps光纤）；高级化技术和实用系统的开发（THz无线系统、Sub-Tbps级光和无线连接、100Tbps光纤）；Media调和型网络（1Pbps级传输、Tbps级网络）。

（2）超低延迟、超多连接技术：边缘计算技术；自适应无线网构建技术；自适应无线网应用技术；电波辐射空间的自主局部化、跟踪、预约技术；利用普遍社会资源的超多级连接自主M2M网络构建技术；高级电波模拟。未来研发计划：基础无线方式的确立（资源分配和QOS控制技术；适用于边缘处理的对话构筑技术）；功能高级化验证、实际验证、标准化（适应型无线网构筑技术、适应型无线访问、路线选择控制技术、边缘云高级化技术、无线网间时间同谐技术）；社会推广和商业化（服务要件之间协调的确立、边缘设备的推广）。

（3）有无线通信、网络控制技术：网络控制技术（网络运用自动态化、网络内计算）；频率的分配和共享管理；自营无线系统管理（本地Beyond 5G）。未来研发计划：基础技术的确立和应用技术研究（运用自动化技术、网内计算技术、本地B5G、无线控制等）；技术扩张、协作和服务实际验证（运用自动化进展、网内计算功能基础强化、本地B5G进展、频率分配高效化等）；实用化和社会推广（运用完全自动化、高级的网内计算、本地B5G的技术引进、频率共享等）。

（4）无线系统的多层化-NTN技术：卫星非地面通信平台；光卫星通信；海上通信；海中、水中通信；集成网络控制。未来研发计划：基础技术的确立和应用研究（电波/光混合、弹性化和数字化、小型/大容量化；面向空中、LEO、GEO、月球、海上、水中的区域扩展）；技术扩张、联合和高级化（多层网络相互连接、分散信息管理、大型光天线、适应光通信；面向深宇宙、浅海、深海的区域扩展）。

（5）时空同步技术：无线时空同步；原子钟芯片；技术基准时刻的生成共享技术。

未来研发计划：基础技术的确立（同步网形成、原子时钟芯片量产化技术）；面向实际安装和推广的准备（同步网安全强化；原子时钟芯片试验生产）；实用化和服务的展开（时空认证和服务、原子时钟芯片组装入无线机）。

（6）超安全、可靠性技术：新兴安全技术；基于实际攻击数据的网络安全技术；量子密码；电磁环境技术；弹性（Resilient）ICT。未来研发计划：基础技术的确立和高级化（量子密码通信新方式、网络控制管理技术、本地及都市间量子密码网络）；广域量子密码网络的实用化（卫星和地面系量子密码网络的综合）。

（7） 超现场感、革新的应用程序技术：大脑信息的读取、可视化、BMI技术；直觉性的测量、传达、保证技术；实时3D虚拟形象、感觉传达、XR技术；基于语言和非语言信息的AI分析、对话技术；多语种的同声传译、转换、摘要技术；自动驾驶；无人机。未来研发计划：基础技术的确立（通过大脑活动对感觉信息的推定、远程VR技术（CG虚拟形象）；技术的高级化（人工大脑的初始模型、远程XR技术（实时3D虚拟形象）；面向实用化的技术开发（包括高级推论在内的对话技术、用于严肃交涉的同声传译）；社会推广（直觉性XR技术，自我成长型同声传译）。

白皮书还描述了在2030-2035年左右设想实现的三种未来通信场景：1.“Cybernetic Avatar Society”描写了深度使用虚拟形象的社会；2.“月面都市”描写了人类活动扩展到月球；3.“超越时空”描写了已实现时空同步的社会。

（1）虚拟控制社会/Cybernetic Avatar Society：通过实时3D虚拟形象进行远程的XR同声传译会议；基于语言/非语言/大脑信息的解析，对老年人等的支援；通过包括触觉在内的五种感觉的传达，进行直觉型的远程作业。

（2）月面都市：月球网关/ARTEMIS计划的推进；月面上实际验证试验；月面开发调查开始。

（3）超越时空（时空同步）：灵活利用边缘服务器的自动驾驶支持；使用传感器网络进行基础设施的保护和环境监视。

中国前瞻布局6G网络技术储备

我国移动通信已经经历了“3G突破、4G同步、5G引领”的20年发展历程。在这个过程中，我国通过技术创新、融入国际标准、健全移动通信产业链，掌握了发展移动通信的主动权。而关于6G的研究，其实早在2018年就开始了。

2019年成立了国家6G技术研发推进工作组和总体专家组，并发布了全球首份6G白皮书《6G无线智能无处不在的关键驱动与研究挑战》

截止2021年9月，根据《日经亚洲评论》的报道，从6G专利申请量上来看，中国以40.3％的占比高居全球首位。

2021年11月，工信部发布的《“十四五”信息通信行业发展规划》将开展6G基础理论及关键技术研发列为移动通信核心技术演进和产业推进工程，提出构建6G愿景、典型应用场景和关键能力指标体系，鼓励企业深入开展6G潜在技术研究，形成一批6G核心研究成果。

2022年5月，我国6G领域又喜迎一系列突破：成功将三颗低轨道通讯试验卫星发射升空进入预定轨道，进一步验证我国低轨宽带星座的技术，顺利开始6G通讯技术试验验证；中科大突破6G滤波器技术（6G滤波器就是对6G信号进行处理的器件）；东南大学6G成果获IEEE通信学会伦纳德?亚伯拉罕奖等等，一系列动作将进一步推进6G研究工作。

卫星通信Satellite communications

但是，目前6G移动通信仍处于孕育初期，愿景需求都尚未确定，关键技术也还未形成业界共识，相关研究百家争鸣层出不起。而6G技术想要从学术研究走向产业落地，还需要一定的时间过程。2022年是关键一年，要紧抓6G发展的机遇期，促进产业共识形成，加快关键技术创新，构建6G技术良好的创新生态。

5G演进推动6G发展

发展6G，是推动5G演进、6G布局的重要举措。有专家认为，6G网络中5g组网架构，还会产生如通感算控融合、天地一体化、联邦AI等新的应用场景，并可能派生出一些新的关键指标体系，包括安全程度、覆盖特性、网络智能化程度等。6G的应用场景也是在5G的演进网络中逐步引入现网，最终实现6G网络愿景。

中国在5G方面无疑居于全球领先地位。截至2022年4月，我国已建成5G基站161.5万个，占全球60%以上，成为全球首个基于独立组网模式规模建设5G网络的国家。

工信部部长肖亚庆称：2022年力争5G基站超200万座，为下一代通信技术6G的发展提前谋划，做好部署。

5G技术已经广泛应用于工业互联网、孪生城市、智能家居、自动驾驶、智慧矿山、绿色能源等领域，且取得了明显的经济、社会效益。真正做到了政、产、学、研、用的高效协同，运营、设备、芯片、终端、测试、软件产业链条的完整建设。

重庆5G通信网络建设城市基站覆盖

5G同步需求包括5G TDD（Time Division Duplex，时分双工）基本业务同步需求和协同业务同步需求两部分。5G TDD基本业务同步需求和4G TDD基本业务相同，其时间同步精度仍为±1.5μs。载波聚合、协调增强等5G业务需求提出了100ns量级的同步需求。目前建设5G网络组网为满足无线基站时间同步要求的性能，通过北斗/GPS授时和地面1588v2网络授时互为备份的方案，实现基站间时间同步精度达到±1.5μs或±130ns的要求。

5G时间同步精度要求

基于上述要求，结合5G承载网、新型同步设备等，可以采用由上而下的整体同步架构，并在适当位置通过PRTC ClassB进行补充，以满足5G高精度的同步需求。

5G组网架构图

赛思在5G通信领域也有着广泛和成熟的应用经验。是中国移动、中国联通、中国电信三大运营商5G网同步设备的供应商，为其提供省级同步网解决方案。

是国家十二五和十三五多个重大项目时频解决方案供应商，能提供高精度、高可靠性的时钟解决方案；

是东京奥运会、北京冬奥会、武汉军运会、杭州亚运会等国际赛事的通信网络保障工程的供应商；

是国内十多个省市轨道交通新建地铁通信系统项目基准时钟系统的供应商（包括北京、杭州、广州、武汉、贵阳等省市的地铁主线）；

建设了国内时频一体化（IEEE1588）商用同步网络-内蒙联通骨干网时间同步系统；

建设了国家电网公司、南方电网公司、白俄罗斯国家电网等骨干频率同步网；

是全国多个省级骨干网及电网重大项目的供应商（包括甘肃电网、浙江电网、西北电网、辽宁电网、南方电网超高压、国家电网骨干网、国家电网特高压等）；

赛思在5G领域有着成熟的应用经验和能力，是国内TOP级的时频科技公司。并且，赛思早在2019年就已经开始了6G技术的预研，主导的面向6G的高精度时钟相关研究项目，被列入“科技助力经济”2020重点专项项目，在6G通讯方面拥有前沿技术和研发能力。未来，赛思会汲取在5G领域的经验，继续立足时空同步技术领域，为将来6G在无线时空同步、原子钟芯片，以及技术基准时刻的生成共享技术等方面强基赋能。

研产销一体化的5G时空同步技术专家。国内TOP级时频科技公司。欢迎来电咨询。

（编辑：通辽站长网）

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