技術前沿 | 國際S個6G場景，這項技術你一定要知道！

新華社最新消息，我國S先搭建了國際S個通信與智能融合的6G外場試驗網，實現了6G主要場景下通信性能的全面提升。基于6G場景對時鐘信號的高要求，賽思設計了一種開環結構的小數分頻鎖相環量化噪聲校準技術，并自研了高性能SOC時鐘芯片產品。

6G照進現實，對時鐘信號有更高要求

相較于5G，6G不僅能夠達到更高速率、更低時延、更廣的連接密度，還能實現通信與人工智能、智能感知的深度融合。這也意味著“快”只是6G通信技術中的一個基礎體現，協同感知的智能管理才是其創新點。

從5G到6G，通信基站從僅支持通信信號的發送和接受升級至同時支持通信和感知，這便要求應用于通信系統的片上系統SOC擁有多種不同頻率、不同性能的時鐘信號，以支持復雜的信號處理、高速數據處理、高質量通信和智能感知管理需求。同時，還需最大限度地降低時鐘抖動可能對誤碼率、通信鏈路的穩定可靠性等產生的影響。

傳統的SOC模擬鎖相環面積大且僅有一路輸出信號，盡管數字型小數鎖相環可以克服面積、功耗等問題，但是時間數字轉換器Time-to-Digital Converter（TDC）、分數分頻器量化噪聲、數字控制振蕩器Digital Controlled Oscillator（DCO）的相位噪聲之間的折中無法避免，且極大地影響著輸出的時鐘抖動。

因此如何在SOC上提供多個鎖相環時鐘信號，同時降低面積、功耗和時鐘抖動成業界關切的重點。基于此，賽思設計了一種開環結構的小數分頻鎖相環量化噪聲校準技術，并研制了可應用于6G通信技術的高性能SOC時鐘芯片。

一種開環結構的小數分頻鎖相環量化噪聲校準技術

一種開環結構的小數分頻鎖相環量化噪聲校準技術是為了滿足5G/6G高速數據通信系統中，片上系統SOC對時鐘信號的高要求而設計的。

該設計的的四大亮點：

1、消除量化噪聲，降低時鐘抖動。在互補DTC校準技術的基礎上，提出了量化噪聲校準技術，消除量化噪聲，同時可以進一步提高FOD時鐘輸出的整體噪聲性能；

2、降低面積、功耗。本技術減少了DTC在數字控制字為0時候的補償電路，減少了DTC數量，進而降低功耗和面積；

3、避免了頻率雜散抽取、鎖相環濾波等校準技術帶來的電路復雜度；

4、全后臺校準，相對原來的前臺校準+后臺校準，提出的全后臺校準技術對工藝電壓溫度Process Voltage Temperature（PVT）變化不敏感。

技術詳解：

為了提升系統相位噪聲性能，在壓低帶外噪聲的情況下，本技術提出采用小帶寬的設計，壓縮帶內噪聲對系統的貢獻，例如圖1中帶寬從w3-->w1。在振蕩器為主的帶外噪聲一定且比較高的情況下，為了提升相位噪聲性能，應該在壓低帶內噪聲的情況下，采用寬帶寬的設計，降低帶外噪聲對系統相位噪聲的貢獻，例如圖1中帶寬從w2-->w4。

在閉環量化噪聲抵消的分數型數字鎖相環中，通過將TDC的輸出e[k]與DSM的輸出u[k]進行相關處理產生比例因子，然后u[k]與比例因子相乘后的結果反饋并且與TDC輸出做差產生新的e[k]，這樣消除量化噪聲，從而可以提高帶內噪聲性能，進而采用大帶寬設計，得到優異的系統噪聲性能。

本技術通過將Bang-Bang Phase Detector（BBPD）的輸出e[k]與DSM的輸出eq[k]進行相關處理產生比例因子，然后eq[k]與比例因子相乘后的結果反饋并且與BBPD輸出做差產生新的e[k]。

賽思作為為5G通信提供時頻同步解決方案的國家專精特新“小巨人”企業，也是國內三大移動通信運營商中國移動、中國電信、中國聯通5G同步網設備的核心供應商，基于5G規模商業化及6G預研實踐需要，研制了高性能SOC時鐘芯片。

賽思高性能SOC時鐘芯片是基于自研的全數字鎖相環 ADPLL 技術，攻克了時間頻率處理功能微型化、時鐘抖動抑制、高精度時間誤差檢測等重難點問題，突破了全數字鎖相環、時間誤差檢測、時鐘同步算法、高頻時鐘分頻和驅動等關鍵技術瓶頸，將整個時鐘同步板卡的性能集成于一身，最終以SOC芯片的形態運用于時鐘授時、時頻傳輸鏈路和用時設備中，芯片體積較傳統時鐘時間同步處理模塊減小90%。

同時產品具備時鐘輸出抖動優于200飛秒的輸出特性（國際競品250飛秒），并于2023年當選央視專精特新·制造強國「年度絕活」案例，目前已在5G/6G移動通信、軌道交通、金融證券等有高精度時頻同步需求的場景得到廣泛應用。

步履不停，進步不止。作為時頻領域的B桿，未來，賽思將繼續在時頻細分領域攻堅克難，用技術創新升級讓時頻技術始終走在前沿，不斷夯實自身科技硬實力，助力我國6G愿景實現。