1.2.4 BWP概念
BWP(Band Width Part)是5G新引入的概念。这是因为5G带宽较大,为了减少UE的功耗,设置了BWP的概念。BWP是整个带宽上的一个子集,每个BWP的大小、使用的子载波带宽(SCS)和循环前缀(CP)都可以灵活配置。上、下行最大可独立配置4个BWP,BWP的带宽必须不小于SSB,但是BWP不一定包含SSB。对同一个UE来说,上行或下行同一时刻只能有一个BWP处于激活的状态。PDSCH、PDCCH或者CSI-RS在有效BWP中传输,UE在这个BWP上进行数据的收发和PDCCH检索。BWP定义如图1-15所示。
图1-15 BWP定义
注:表示BWPi起始位置;表示BWPi的带宽
BWP的相关配置由SIBI和RRC重配置消息下发给UE。每个服务小区都会配置一个初始BWP,包含一个默认下行BWP参数配置和一个默认的上行BWP参数配置。如果UE没有通过高层参数initialDownlinkBWP获取下行初始BWP配置信息,则UE将认为下行初始BWP占用一系列连续PRB资源,起始位置和终止位置对应CORESET的Type0-PDCCH CSS集合,同时子载波间隔SCS、循环前缀CP模式与Type0-PDCCH CSS集合中PDCCH信道一致,否则按照高层参数initialDownlinkBWP确定下行BWP相关参数配置。对于上行初始BWP的配置,UE需要通过高层参数initialUplinkBWP获取。BWP信息单元(TS38.331 6.3.2节)如下。
BWP参数配置包含BWP频域的起始位置和工作带宽(locationAndBandwidth)、子载波带宽(subcarrierSpacing),以及循环前缀格式(cyclicPrefix,CP)。
1.BWP的分类
在NR FDD系统中,一个UE最多可以配置4个专用DL BWP和4个专用UL BWP。在TDD系统中,一个UE最多配置4个BWP Pair。BWP Pair是指DL BWP ID和UL BWP ID相同,并且DL BWP和UL BWP的中心频点一样,但是带宽和子载波间隔可以不一致。
BWP间切换示意图如图1-16所示。
图1-16 BWP间切换示意图
从BWP占用时机上来看,BWP分为两类:初始BWP(Initial BWP)和专用BWP(Dedicated BWP)。专用BWP主要用于数据业务传输,一般大于初始BWP的带宽。
(1)初始BWP:用于UE接入前的信息接收,如接收SIB1、OSI、发起随机接入等,一般在空闲态时使用。
(2)专用BWP:UE专有BWP,UE可在这个BWP上进行数据的收发和PDCCH检索。
(3)默认BWP(Default BWP):UE默认BWP,通过RRC Reconfiguration消息通知UE。如果没有配置,则将初始BWP认为是默认BWP。在占用专用BWP状态时,若BWP-inactivityTimer超时之后,UE仍没有被调度,则将UE切换到默认BWP。
根据应用场景划分,BWP可以分为3类,如图1-17所示。
图1-17 BWP应用场景分类
场景1用于小带宽能力UE接入5G系统,使用和监测较小带宽有利于降低UE功耗;场景2适用于可变业务,UE根据业务带宽需求在大小BWP间进行切换;场景3中的不同BWP分别占用不同频带资源,可以配置不同参数集(Numerology)、承载不同业务,如eMBB、mMTC和uRLLC等。
UE在对应的BWP内只需要采用对应BWP的中心频点和SCS配置即可。每个BWP不仅仅是频点和带宽不一样,还可以对应不同的配置。例如,每个BWP的子载波间隔SCS、循环前缀CP类型、SSB周期等都可以差异化配置,以适应不同的业务需求。
2.BWP自适应
BWP自适应调整示意图如图1-18所示。第1时刻,UE的业务量较大,系统给UE配置一个大带宽(BWP1);第2时刻,UE的业务量较小,系统给UE配置了一个小带宽(BWP2),满足基本的通信需求即可;第3时刻,系统发现BWP2所在带宽内有大范围频率选择性衰落,或者BWP2所在频率范围内资源较为紧缺,于是给UE配置了一个新的带宽(BWP3)。
图1-18 BWP自适应调整示意图(图片来自3GPP TS38.300图6.10-1)
3.BWP的技术优势
1)UE无须支持全部带宽,只需要满足最低带宽要求即可。
2)当UE业务量不大时,UE可以切换到低带宽BWP运行,降低UE功耗。
3)适应业务需要,保证不同UE可以支持不同参数集(Numerology)的资源配置。
4)5G技术前向兼容,当5G添加新的技术时,可以直接将新技术应用在新的BWP上运行,保证了系统的前向兼容性。
BWP可以给5G带来很多灵活性,以适应多种差异化业务,不足之处是使5G系统的设计更加复杂。