5G无线系统指南:知微见著,赋能数字化时代
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2.7.4 BWP切换

BWP切换(BWP switch)指的是激活一个非激活态的BWP,同时去激活一个激活态的BWP。BWP切换有4种方式:DCI1_1或DCI0_1指示(DCI-based BWP switch)、bwp-InactivityTimer定时器超时(timer-based BWP switch)、RRC信令(RRC-based BWP switch)、RA过程。 对于TDD,下行BWP和上行BWP成对(BWP-Id相同),BWP切换指上下行BWP同时切换;对于FDD,上下行BWP独立切换。

对于FDD,如果UE在接收DCI1_0或者DCI1_1到PUCCH AN反馈之间,发生了上行BWP切换,那么UE不发送AN。

1.通过DCI切换

(1)BWP切换时机及DCI相关字段说明

可以通过DCI1_1和DCI0_1的Bandwidth part indicator字段指示来切换BWP,如果UE不支持通过DCI切换BWP,则UE忽略该字段。不能通过DCI1_0和DCI0_0来切换BWP。

1)当UE接收到DCI1_1,其包含Bandwidth part indicator字段,并且字段指示的BWP不是当前激活的下行BWP时,则UE切换到指示的下行BWP。

Bandwidth part indicator字段占0、1或2 bit,由RRC配置的专用下行BWP个数nBWP,RRC决定,bit大小为,其中,如果,则,Bandwidth part indicator等于BWP-Id;否则(对应的Bandwidth part indicator的定义见表2-29)。如果UE配置了4个专用下行BWP,那么UE切换到专用下行BWP后,无法再通过DCI切回到初始行BWP。

表2-29 Bandwidth part indicator的定义

2)当UE接收到DCI0_1,其包含Bandwidth part indicator字段,并且字段指示的BWP不是当前激活的上行BWP时,则UE切换到指示的上行BWP。

Bandwidth part indicator字段占0、1或2 bit,由RRC配置的专用上行BWP个数nBWP,RRC决定,bit大小为,其中,如果,则,Bandwidth part indicator等于BWP-Id;否则(对应的Bandwidth part indicator的定义见表2-29)。如果UE配置了4个专用上行BWP,那么UE切换到专用上行BWP后,无法再通过DCI0_1切回到初始上行BWP。

在RA过程中,当收到指示BWP切换的DCI时:如果收到该DCI,UE就完成了RA过程,那么UE执行BWP切换过程;否则,取决于UE行为,要么停止RA过程,完成BWP切换后继续RA过程,要么忽略BWP切换,继续RA过程。

(2)BWP切换时延

BWP切换时延(BWP switch delay)和UE能力、SCS有关,如表2-30所示,即TBWPswitchDelay。从UE空口收到指示BWP切换的DCI的slot起始算起,TBWPswitchDelay之后新BWP的第一个下行slot可以开始接收(下行BWP切换),或者TBWPswitchDelay之后新BWP的第一个上行slot可以开始发送(上行BWP切换)。

表2-30 BWP切换时延

①根据UE能力决定使用type1还是type2;

②如果BWP切换涉及SCS改变,那么BWP切换时延取较大值(切换前后的SCS得出的时延)。

(3)通过DCI切换BWP的协议约束

1)对于DCI0_1和DCI1_1的每个字段,如果当前激活BWP的某个字段比DCI指示切换的BWP(Bandwidth part indicator字段指示的BWP)的小,则UE先按照DCI指示的BWP的该字段大小,在高位补0,再解析该字段;如果当前激活BWP的某个字段比DCI指示切换的BWP的大,则UE按照DCI指示的BWP的该字段大小,使用最低有效位。也就是说,对于DCI-based BWP切换而言,DCI的字段大小是按照原BWP来计算的,字段解析是按照新BWP来处理的。

2)指示BWP切换的DCI只能在前3个符号接收。

3)UE不期望接收一个指示BWP切换的DCI1_1或DCI0_1,DCI里指示的PDSCH接收或者PUSCH发送的slot偏移小于BWP切换时延。

4)如果UE收到一个指示下行BWP切换的DCI1_1,那么从UE收到该DCI1_1的slot的第4个符号开始,到该DCI1_1指示的PDSCH时域slot的起始为止,UE不接收和发送其他数据。

5)如果UE收到一个指示上行BWP切换的DCI0_1,那么从UE收到该DCI0_1的slot的第4个符号开始,到该DCI0_1指示的PUSCH时域slot的起始为止,UE不接收和发送其他数据。

6)R15版本协议不支持跨载波调度场景下的DCI切换BWP。

【举例4】DCI1_1切换下行BWP和DCI0_1切换上行BWP分别如图2-11和图2-12所示。

图2-11 DCI1_1切换下行BWP图示

图2-12 DCI0_1切换上行BWP图示

2.bwp-InactivityTimer超时

UE的定时器bwp-InactivityTimer(RRC配置,单位为ms)超时后,UE回落到默认下行BWP。如果bwp-InactivityTimer在运行,那么FR1每个子帧定时器减1ms,FR2每半个子帧定时器减0.5ms。

(1)BWP切换时机

bwp-InactivityTimer定时器超时触发UE切换到默认下行BWP。当bwp-InactivityTimer超时时,UE正处于BWP切换处理的过程中(本小区或者CA辅小区),则延迟处理该超时消息,直到正在进行的BWP切换完成之后的子帧(FR1)或者半子帧(FR2)。

(2)BWP切换时延

bwp-InactivityTimer定时器超时触发的BWP切换时延和DCI触发的BWP切换时延相同,即TBWPswitchDelay。从bwp-InactivityTimer定时器超时后的子帧(FR1)或者半子帧(FR2)的第一个slot起始算起,在TBWPswitchDelay之后的第一个slot,UE可以开始发送和接收数据;在此TBWPswitchDelay时长内,UE不发送和接收数据。

【举例5】当频率范围为FR1,子载波间隔为30kHz时,bwp-InactivityTimer超时的BWP切换图示见图2-13。

图2-13 bwp-InactivityTimer超时BWP切换图示(FR1、30kHz SCS)

【举例6】当频率范围为FR2,子载波间隔为120kHz时,bwp-InactivityTimer超时的BWP切换图示见图2-14。

图2-14 bwp-InactivityTimer超时BWP切换图示(FR2, 120kHz SCS)

3.通过RRC信令切换

(1)参数

通过RRC信令切换BWP时使用如下的参数:


Serv ingCellConfig->firstActiveDownlinkBWP-Id            OPTIONAL,-- Cond 
      SyncAndCellAdd
Serv ingCellConfig->uplinkConfig->firstActiveUplinkBWP-Id  OPTIONAL,-- Cond 
      SyncAndCellAdd

以上是可选参数,firstActiveDownlinkBWP-Id和firstActiveUplinkBWP-Id字段的存在条件为“--Cond SyncAndCellAdd”,说明如下。

1)以下消息中这两个字段强制存在:

·对于SpCell,RRCSetup/RRCResume消息;

·对于SpCell,带reconfigurationWithSync信元的RRCReconfiguration消息;

·对于SCell,SCell增加的RRCReconfiguration消息。

2)以下消息中这两个字段可选存在:对于SpCell,不带reconfigurationWithSync信元的RRCReconfiguration消息。

3)除此之外,这两个字段都不存在。

(2)BWP切换时机

对于SpCell,收到RRCSetup、RRCResume或RRCReconfiguration消息时,如果带了参数firstActiveDownlinkBWP-Id和/或firstActiveUplinkBWP-Id,并且其指示的下行BWP和/或上行BWP与UE在当前服务小区的激活下行BWP和/或上行BWP不同,则触发下行BWP切换和/或上行BWP切换。在RA过程中,如果收到指示BWP切换的RRC消息,则先停止RA过程,待完成BWP切换后,再进行RA过程。

对于SCell,收到激活SCell的MACCE时,激活由增加该SCell时配置的firstActive-DownlinkBWP-Id和firstActiveUplinkBWP-Id指示的下行BWP和上行BWP。

(3)BWP切换时延

假定在空口slot n收到指示BWP切换的RRC信令,那么从slot n的起始算起,UE在个slot之后新BWP的第一个下行slot可以接收PDSCH/PDCCH(对于下行BWP切换),第一个上行slot可以发送PUSCH(对于上行BWP切换)。UE在TRRCprocessingDelay+TBWPswitchDelayRRC时长内,不要求发送和接收数据。

如果BWP切换涉及SCS改变,则NR Slot length由BWP切换前和BWP切换后的较小的SCS决定。

其中,TRRCprocessingDelay为RRC消息处理时长(单位为ms,不同RRC消息的处理时长参见3GPP 38.331协议第12章),TBWPswitchDelayRRC=6ms,为BWP切换时长。

【举例7】15kHz SCS的RRC-based BWP切换图示见图2-15。对于其他SCS,可以开始调度的时间需要换算成slot号。

图2-15 RRC-based BWP切换图示(15kHz SCS)

4.通过RA过程切换

某些RA过程也会触发BWP切换。当在一个服务小区的载波上发起RA过程时,处理如下。

如果当前激活的上行BWP没有配置PRACH时机,则将其切换到initialUplinkBWP;如果此时服务小区是SpCell,则将下行BWP切换到initialDownlinkBWP。如果当前激活的上行BWP配置了PRACH时机,服务小区是SpCell,且当前激活的下行BWP的BWP-Id与当前激活的上行BWP不同,则将下行BWP切换到与上行BWP的BWP-Id相同的下行BWP上。

如果当前激活下行BWP关联的bwp-InactivityTimer定时器在运行,则停止该定时器。如果服务小区是SCell,并且对应SpCell的当前激活下行BWP关联的bwp-InactivityTimer定时器在运行,则停止该定时器。

在SpCell激活的下行BWP和本服务小区激活的上行BWP上,执行RA过程。

对于RA过程触发的BWP切换,协议没有定义BWP切换时延,有RA过程可以保证UE和gNB收发对齐。UE切换到初始BWP进行RA后,不再主动切回原BWP。

【总结】

1)当发起RA过程的是SCell时,如果当前激活的上行BWP没有配置PRACH资源,则将上行BWP切换到初始上行BWP;否则,不用切换上行BWP。

【说明】由于UE在SCell对应的SpCell接收Msg2,此时需要保证该SpCell的当前激活下行BWP配置了ra-SearchSpace,如果没有配置,则gNB需要先将SpCell的激活下行BWP切换到配置了ra-SearchSpace的下行BWP(如初始下行BWP)。

2)当发起RA过程的是SpCell时,如果当前激活的上行BWP没有配置PRACH资源,则将上行BWP切换到初始上行BWP,将下行BWP切换到初始下行BWP;否则(配置了PRACH资源),如果是FDD,并且当前激活的下行BWP的BWP-Id和当前激活的上行BWP不同,则将下行BWP切换到与上行BWP的BWP-Id相同的下行BWP上。