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4.3 BWP切换

4.3.1 动态切换vs半静态切换

由于R15/R16 NR标准只支持Single Active BWP,所以激活一个BWP的同时必须去激活原有的BWP,所以BWP的激活/去激活也可称为BWP切换(BWP Switching)。

关于如何从已经配置的多个BWP中激活一个BWP的问题,早在BWP概念形成之前就已经在Bandwidth Adaptation研究中进行了讨论。动态激活和半静态激活是两种被考虑的方案 [11] , [17] ,半静态激活可以采用RRC重配或类似DRX的方式实现。RRC信令激活BWP作为一种比较基本的激活方式,至少可以达到“实现比系统带宽更小的终端带宽能力”这一BWP的基本功能。因为终端的带宽能力相对固定,如果只是为了把终端的工作带宽限制在其能力范围内,只要能够半静态地调整终端带宽在系统带宽中的频域位置即可。毕竟从小区负载均衡的角度考虑,半静态地调整各终端的带宽在系统带宽中的位置就够了,动态调整的必要性不大 [63] 。半静态BWP切换可以节省DCI开销,简化网络和终端的操作。

但从另外两个引入BWP的初衷—多子载波间隔资源分配和省电角度考虑,就有必要引入动态BWP切换机制了。首先,只有动态调整BWP大小,才能使终端有尽可能多的机会回落到较小的操作带宽,真正达到省电的效果。其次,从资源分配的角度考虑,更是希望BWP切换(BWP Switching)能够具有较高的实时性。当然,由于每次改变激活BWP都会带来Retuning Time,不应该过于频繁地进行BWP Switching,不过这取决于基站的具体实现,在标准中不应过度限制。

因此,最终确定NR标准支持半静态、动态两种BWP激活方式。在R15标准中,基于RRC信令的半静态BWP激活是必选的UE特性,动态BWP激活是可选的UE特性。基于RRC信令的半静态BWP激活可以用于初始接入过程内的BWP激活、CA辅载波激活后的BWP激活等特殊场景(具体见第4.4节)。另外,对于不支持动态BWP激活的UE,RRC激活也可以作为一种缺省的BWP激活机制。

4.3.2 基于DCI的BWP激活方式的引入

在考虑BWP的动态激活方式时,有两种候选激活方案—MAC CE激活和DCI激活 [26]

MAC CE在LTE载波聚合(CA)系统中被用来激活辅载波(SCell),采用MAC CE的优点是更可靠(因为MAC CE可以使用HARQ反馈而DCI没有反馈机制) [15] ,而且可以避免增加DCI的信令开销(MAC CE作为高层信令,可以承受更大的开销),缺点是需要一段时间才能生效(如数个时隙),实时性较差。而作为物理层信令,DCI可以在几个符号周期内生效 [14] ,更有利于实现BWP的快速切换。虽然从终端节电的角度考虑,过于频繁地切换BWP也不一定有必要 [53] ,但NR系统中的BWP Switching并不仅仅用于终端节电,还有很多别的用途,所以相对于SCell,BWP需要更快速的激活机制。

DCI的缺点是存在漏检(Mis-detection)和误报(False Alarm)问题,尤其是如果终端漏检了指示下行BWP Switching的DCI,当gNB已经在新的DL BWP上发送DCI时,UE仍停留在旧的DL BWP监测PDCCH,在常规情况下(两个BWP的CORESET和搜索空间不重叠),终端就始终无法收到DCI了。为了解决DCI漏检造成的gNB/UE对下行激活BWP的不同理解问题,NR标准最终也采用了基于Timer的BWP Switching,可以实现在DCI漏检时回落到缺省下行BWP(具体见第4.3.3节),一定程度上弥补了DCI相对MAC CE的可靠性劣势。另外,gNB实现上也可以通过一些冗余传输的方式(如在新、旧BWP上都进行下行发送和上行接收,直至收到终端的HARQ-ACK反馈)来回避DCI误检的影响 [54] 。最后,NR肯定会支持基于RRC信令这种可靠的BWP激活方式,采用RRC信令加DCI的组合,已经可以兼顾可靠性和低时延,再引入基于MAC CE的BWP激活方式的必要性不大。因此NR最终决定采用基于DCI的动态BWP激活方法 [45] ,不采用基于MAC CE的BWP激活。

如第4.2.9节所述,在FDD系统中,DL BWP和UL BWP是分别独立切换的,即DL BWP切换时UL BWP可保持不动,UL BWP切换时DL BWP可保持不动。但在TDD系统中,DL BWP和UL BWP必须成对切换,即BWP指示符(BWP Indicator,BWPI)相同的DL BWP和UL BWP总是同时处于激活状态 [64] 。DCI中具体的BWP指示方法见第4.3.5节。

需要说明的是,在NR CA的技术讨论中,也有建议对载波(CC)激活机制进行增强,支持基于物理层信令(主要是DCI)的CC激活/去激活,但在R15 NR标准化中没有被接受。因此,DCI激活在R15中成为BWP机制相对CA的一个明显的优势,使BWP激活/去激活明显比CC激活/去激活更快速、更高效,也是BWP成为明显不同于CA的新系统工具的原因之一。

最后,在设计BWP的DCI激活的同时,也明确了:只定义BWP的“激活”,而不定义BWP的“去激活”。这个问题的关键是:是否始终有一个BWP处于激活状态?如果始终有一个BWP处于激活状态,那么激活新的BWP自然就会去激活原有的BWP,不需要专门的BWP“去激活”机制。但如果是“用时激活BWP,不用时可以不存在任何激活的BWP”,则既需要BWP激活机制,也需要BWP去激活机制。随着对BWP研究的深入,BWP的概念逐步变大,不仅用于数据信道的调度,还用于PDCCH的控制信道以及测量参考信号等的接收,显然BWP已经成为一个“随时必备”的普适概念了,因此“随时都有一个激活的BWP”已成为必然,BWP“去激活”也就没有必要设计了。

4.3.3 触发BWP Switching的DCI设计—DCI格式

首先要回答的问题,是采用何种DCI格式(DCI Format)来传输BWP切换指令,在这个问题上曾有不同的方案:一种方案是利用调度数据信道的DCI(Scheduling DCI)触发BWP Switching [44] ,另一种方案是新增一种专用于BWP Switching的DCI Format。

在R15 5G NR中,除了Scheduling DCI(Format 0_0、0_1、1_0、1_1,详见第5.4节)之外,也引入了几种专门传输某种物理层配置参数的DCI Format(即Format 2_0、Format 2_1、Format 2_2、Format 2_3),分别用于时隙格式(见5.6节)、URLLC预清空指示(见第15章)和功率控制指令的传输。采用单独的DCI Format指示BWP切换的优点包括如下几个方面 [62]

(1)在不需要调度数据的时候也可以触发BWP Switching(如可以切换到另一个BWP进行CSI测量)。

(2)具有比Scheduling DCI更小的负载大小(Payload),有利于提高PDCCH传输的可靠性。

(3)不用像Scheduling DCI那样区分上行、下行,可以用一个DCI同时切换DL BWP和UL BWP。

(4)如果未来要支持同时激活多个BWP,采用单独的DCI比Scheduling DCI更适合。

但同时,引入一种新的DCI Format也会带来一些问题:会增加PDCCH开销和UE检测PDCCH的复杂度,占用有限的盲检测次数。采用基于序列的DCI设计、固定DCI资源位置等方法降低PDCCH检测复杂度,也会带来一系列问题 [49] 。而上述几种专用DCI Format或者是向一组UE发送的组公共DCI(Group-common DCI),或者是用于和数据调度关系不大的控制指令。

应该说,BWP Switching操作和数据信道调度还是比较相关的。从较小的BWP切换到较大的BWP通常是由于要调度数据,在Scheduling DCI中指示BWP Switching,可以在激活新的BWP的同时在新的BWP内调度数据(即跨BWP调度),节省了DCI开销和时延。从较大的BWP切换到较小的BWP,不一定是由调度数据引起的,但可以通过基于Timer的BWP回落机制来实现(见第4.3.6节)。综上所述,R15作为5G NR的基础版本,采用Scheduling DCI实现BWP Switching指示是比较合理稳妥的。当然,从理论上讲,触发BWP Switching的DCI不一定真的包含PDSCH、PUSCH的调度信息,如果其中并没有有效的指示任何PRB,则这个DCI就只用于触发BWP Switching,而不用于实际的数据调度。

什么是跨BWP调度呢?如第4.1节所述,BWP既可以应用于PDCCH接收,也可以应用于PDSCH接收,且每个BWP都包含CORESET。这样在不发生BWP Switching的情况下,一个BWP中的PDCCH就可以用来调度同一BWP内的PDSCH,PDCCH和被调度的PDSCH的子载波间隔也是一致的。但也有可能出现另一种情况:在一个DCI之后、被它调度的PDSCH之前发生BWP Switching(一种典型情况是该DCI包含一个触发BWP Switching的BWP Indicator),这样该PDCCH和被其调度的PDSCH就将处于不同的BWP中,这种操作可被称为跨BWP调度(Cross-BWP Scheduling)。跨BWP调度会带来一系列问题,因此在是否支持跨BWP调度上,也曾有过不同意见。但如果不允许跨BWP调度,会造成在BWP Switching时的时域调度的灵活性受限,增大PDSCH的调度时延,因此3GPP决定支持跨BWP调度,只不过是只能对RF Retuning Time之后的资源进行调度 [24] , [26]

如图4-28(a)所示,如果允许跨BWP调度,则在BWP 1内发送一个触发BWP Switching的DCI,就可以用这个DCI直接调度BWP 2内的PDSCH,这样UE的Active BWP切换到BWP 2后马上就可以在被调度的PDSCH中接收数据。当然,通过Scheduling DCI指示BWP Switching是实现“跨BWP调度”的最高效的方式。

如果不允许跨BWP调度,采用专用的BWP Switching的DCI Format也是可以的,但实现快速调度有一定的困难。如图4-28(b)所示,BWP 1内的最后一个DCI只触发BWP Switching,但不用于调度PDSCH,要等待BWP Switching完成后,UE在BWP 2内检测到第一个调度PDSCH的DCI,获得PDSCH的调度信息,并在更晚的时间在被调度的PDSCH中接收数据。

需要说明的是,对跨BWP快速调度的优势也并非没有争议。其中一个担心是:跨BWP调度无法预先获得新的BWP的CSI(信道状态信息),只能进行低效的调度。在很多场景下,高效的频域和空域资源调度基于实时的CSI和CQI(信道质量指示)信息,但根据R15 NR的设计,终端只能激活一个DL BWP且CSI测量只发生在激活DL BWP中,尚未激活的BWP的CSI信息是无法预先获得的。因此即使进行跨BWP调度,由于不了解目标BWP里的CSI和CQI,gNB也只能作比较低效的保守调度 [61] 。当然,即使有效率损失,跨BWP调度仍然是实现快速调度的重要手段。

图4-28 允许跨BWP调度有利于实现低时延的下行调度

上述分析都是针对PDSCH的调度,PUSCH调度的情况类似,即如果调度PUSCH的DCI中的BWP Indicator指示了一个和当前激活UL BWP不同的UL BWP,则此次调度是Cross-BWP Scheduling,相应的处理方式和下行相同,这里不再重述。

所以最终确定,在R15 NR标准中首先支持利用完整格式的Scheduling DCI触发BWP Switching,即负责上行调度的DCI Format(Format 0_1)可触发上行BWP Switching,负责下行调度的DCI Format(Format 1_1)可触发下行BWP Switching。而回落DCI(Fallback DCI)格式(即Format 0_0、1_0)由于只包含基本的DCI功能,不支持BWP Switching功能,其他的组公共(Group-common)DCI格式(Format 2_0、2_1、2_2、2_3)也不支持BWP Switching功能。当然,新增额外的专门用于BWP Switching的DCI Format,也可能带来一些优化的空间,如在不调度数据信道的时候,可以用一个简短的DCI Format触发BWP Switching,对另一个BWP进行信道估计等。是否支持BWP Switching专用的DCI Format,还可以在后续的NR增强版本中再进行研究。

4.3.4 触发BWP Switching的DCI设计—显性触发和隐性触发

利用“调度DCI”触发BWP Switching,仍可以有“显性触发”和“隐性触发”两种方法:显性触发即在DCI中有一个显性的域指示BWP Indicator [44] ;隐性触发即DCI中不包含BWP Indicator,但通过DCI本身的存在性或DCI中的其他内容触发BWP切换。一种方法是当UE接收到调度自己数据传输的调度DCI(Scheduling DCI)时自动切换到较大的BWP [33] ;另一种方法是如果UE发现Scheduling DCI实际调度的频域范围超过了当前的BWP,则切换到较大的BWP [18]

“隐性触发”的方法存在一些缺点。一是只能在一大一小两个BWP之间切换,如图4-29所示,没有检测到调度自己的DCI时保持在较小的BWP中,当UE检测到调度自己的DCI时就切换到较大的BWP。而如第4.2.7节所述,下行和上行分别需要支持最多4个BWP之间的切换,因此这种方法无法满足要求。

二是对于很小数据量的数据传输,终端不一定要切换到宽带的BWP,完全可以停留在窄带的BWP,从而保持省电效果。如果采用“隐性触发”,则无论调度的数据量大小,都必须切换到宽带BWP,这是不尽合理的。

图4-29 根据调度DCI的存在性“隐性触发”BWP切换

基于实际调度的频域范围的“隐性触发”方法可以避免上述“盲目切换到宽带BWP”的问题,但它具有和第4.1.1节中第一种多SCS PRB Indexing类似的问题,即需要一个在整个系统带宽内定义的PRB Indexing,造成调度频域资源的DCI开销过大,不如在BWP内进行资源指示的方法高效、简洁。由于PRB Indexing只定义在BWP内部(如第4.2.1节所述),这种方法也不适用。

“显性触发”方法可以通过在DCI中包含2 bit BWP Indicator,实现4个BWP之间的自由切换。如图4-30所示的例子,除了用来以省电模式监测PDCCH的较小的BWP(DL BWP 1),还可以在不同的频域范围为UE配置不同的用于接收PDSCH的较大的BWP(DL BWP 2、DL BWP 3),通过BWP Indicator的指示,可以让UE切换到DL BWP 2或DL BWP 3。

图4-30 根据BWP Indicator“显性触发”BWP切换

如第4.1.7节所述,在NR系统中,载波聚合和BWP操作是不同层面的概念,因此在DCI中,BWP Indicator和CIF(Carrier Indicator Field,载波指示符域)是两个不同的域(Field) [57]

4.3.5 触发BWP Switching的DCI设计—BWP指示符

DCI中的BWP Indicator有两种设计方法:一是只有在需要BWP Switching时,DCI中才包含BWP Indicator;二是无论是否需要BWP Switching,DCI中总是包含BWP Indicator。第一种方法可以在大部分情况下略微降低DCI开销,但却会造成DCI长度的动态变化,提高了PDCCH盲检测的复杂度。因此最终确定采用第二种方法,即只要RRC信令在上行或下行配置了BWP,Format 0_1或Format 1_1中的BWP Indicator域总是存在的。如果RRC信令没有配置BWP,则唯一可用的BWP是Initial BWP,也就不需要基于DCI的BWP Switching(以及基于Timer的DL BWP Switching),这种情况下BWP Indicator的长度为0。只要RRC信令在上行或下行配置了BWP,gNB每次用Format 0_1、1_1调度PUSCH、PDSCH都必须用BWP Indicator指示这次调度是针对哪个BWP的,即使不做BWP切换。如果在当前激活BWP中进行调度,则需要在BWP Indicator中填写当前激活BWP的BWP ID,只有在BWP Indicator中填写了和当前激活BWP不同的BWP ID,才会触发BWP Switching。当然,如上所述,只有DCI Format 0_1和1_1才包含BWP Indicator域。Format 0_0、1_0作为Fall-back DCI,不包含BWP Indicator域,不支持触发BWP Switching。

如图4-30所示的例子,UE在DL BWP 1中检测到UE调度PDSCH的DCI(DCI Format 1_1),且其中的BWP Indicator指向DL BWP 2,则UE切换到DL BWP 2,这个DCI同时也可以调度DL BWP 2内的PDSCH。切换到DL BWP 2后,如果检测到的下行调度DCI为DCI Format 1_0或DCI Format 1_1中的BWP Indicator仍指向DL BWP 2,则UE仍在DL BWP 2内接收PDSCH。直至UE检测到DCI Format 1_1中的BWP Indicator指向另一个BWP(如DL BWP 3),则UE切换到DL BWP 3。

BWP Indicator与BWP ID之间的映射关系,原本是很简单的,用2 bit的BWP Indicator指示4个配置的BWP正好够用。但后续考虑了Initial BWP之后,又不想扩展BWP Indicator的比特数,问题就略微复杂一点,需要分为两种情况。

如第4.2.8节所述,一个UE在上行和下行可以分别拥有5个配置的BWP,包括4个RRC配置的UE-dedicated BWP和一个Initial BWP。如上所述,DCI中的BWP Indicator的长度为2 bit,是根据4个UE-dedicated BWP的数量确定的,最初只考虑到这4个BWP之间的切换,没有考虑向Initial BWP的切换。但如第4.4节所述,UE-dedicated BWP和Initial BWP之间的切换在某些场景下也是需要的,而2 bit的BWP Indicator无法从5个BWP中任意指示一个,如果将BWP Indicator扩展到3 bit又显得没有必要。因此最终决定只在配置的UE-dedicated BWP不大于3个的情况下支持向Initial BWP的切换。

配置的UE-dedicated BWP不多于3个时,BWP Indicator与 BWP - Id 的对应关系如表4-3所示,以配置3个UE-dedicated BWP为例,BWP Indicator的值与 BWP - Id 的值是对应的,BWP Indicator=00对应 BWP - Id =0,DCI可以通过BWP Indicator=00指示UE切换到Initial BWP。当然,如果只配置了一个UE-dedicated BWP,BWP Indicator只有1 bit,值为0或1,BWP Indicator=0对应 BWP - Id =0。

而当配置的UE-dedicated BWP多于3个(即4个)时,BWP Indicator与 BWP - Id 的对应关系如表4-4所示,此时BWP Indicator只对应4个UE-dedicated BWP,因此无法通过BWP Indicator指示Initial BWP。也就是说,当配置4个UE-dedicated BWP时,不支持通过DCI切换到Initial BWP。

可以看到,表4-3中BWP Indicator和 BWP - Id 的对应关系与表4-4中的不同,UE需要根据RRC信令中配置的UE-dedicated BWP的数量判断采用两种对应关系中的哪一种。

表4-3 BWP Indicator与 BWP-Id 的对应关系(配置3个UE-dedicated BWP)

表4-4 BWP Indicator与 BWP-Id 的对应关系(配置4个UE-dedicated BWP)

NR系统相对LTE系统的一个重要增强,是可以在时隙中任何位置检测DCI(虽然这是一个可选的终端特性),大大提高了PDCCH监测的灵活性,降低了时延(具体见第5.4节)。但是指示BWP Switching的DCI的时域位置是否也需要这么灵活呢?如第4.3.12节所述,最终标准中规定的BWP切换时延定义是以时隙为单位定义的,即只要发生BWP Switching,UE就可以有数个时隙的收发中断。因此在时隙任何位置都能传输指示BWP Switching的DCI,也是没有必要的。最终确定,指示BWP Switching的DCI只在一个时隙的头3个符号中出现,即指示BWP Switching的DCI采用类似LTE的基于时隙的PDCCH检测机制,而不采用基于符号的PDCCH检测机制(在R15 NR标准中,终端仅在时隙头3个符号监测PDCCH是必选特性,终端可以在时隙中任意符号监测PDCCH是可选特性)。如图4-31所示,位于时隙前3个符号中的DCI(Format 0_1、1_1)既可以调度数据信道(PDSCH、PUSCH),也可以用于触发BWP Switching,但位于时隙其他符号中的DCI只能用于调度数据信道,不能用于触发BWP Switching。

图4-31 指示BWP Switching的DCI只会出现在时隙的前3个符号中

4.3.6 基于Timer的BWP回落的引入

基于DCI的BWP激活是一种最灵活的BWP激活方式,gNB可以在任何时刻激活任意一个BWP。但是基于DCI的BWP激活也有缺点,即每次接收BWP Switching指令都需要UE读取DCI,会导致不必要的DCI开销。对于激活用于数据传输的BWP,采用DCI指示BWP Switching是顺理成章的,因为UE本来就需要接收调度PDSCH或PUSCH的DCI,在这个DCI中同时接收BWP Switching指令并不会导致额外的DCI开销。但对其他用途的BWP Switching,如果仍采用DCI指示就会造成DCI信令开销的浪费,因为此时DCI不需要调度数据信道,除了BWP Indicator,DCI中其他域基本都是无用的。

典型的“非数据调度”的BWP Switching场景:一是数据传输完成后的DL BWP回落,二是为了接收周期性信道导致的DL BWP切换。针对这两种场景,在研究BWP激活方法的过程中,除了DCI激活,还考虑了计时器(Timer)激活和时间图案(Time Pattern)激活两种方法 [34] , [45] 。本节将介绍基于Timer的下行缺省BWP回落,基于Timer Pattern的BWP激活方法的取舍将在第4.3.10节介绍。

如图4-3、图4-4所示,当gNB为UE调度了下行或上行数据时,可通过DCI从利于省电的较小BWP切换到较大的BWP。当数据传输完之后,UE需要回落到较小的BWP以节省耗电。如果仍需要DCI触发这种BWP Switching,会带来额外的DCI开销,因此可以考虑用一个Timer触发DL BWP的回落 [33]

这种基于Timer的DL BWP回落过程可以借鉴在LTE系统中成熟的DRX(Dis-continous Reception,非连续接收)机制,即根据非激活Timer(drx-InactivityTimer)控制从激活状态向DRX状态的回落,当UE收到调度数据的DCI时,InactivityTimer会重置,延缓回落的时间,基于Timer的DL BWP回落完全可以采用和基于drx-InactivityTimer的DRX相似的机制。

实际上可以把下行BWP操作看作一种“频域DRX”操作,这两种机制都是用于终端省电的,用一个Timer控制从“工作状态”向“省电状态”的回落。区别是:DRX操作的工作状态是监测PDCCH,省电状态不监测PDCCH;下行BWP操作的工作状态是接收大带宽的PDSCH,省电状态是只监测PDCCH不接收PDSCH,或只接收小带宽的PDSCH。在eMBB场景下,大部分时间UE都是在监测PDCCH,并没有PDSCH调度,因此在小BWP内工作应作为“缺省状态”,这个较小的DL BWP作为“缺省下行BWP”(Default DL BWP)。

下行BWP操作和DRX操作的共同点是:既要在该回落时及时回落,节省耗电,又要避免过于频繁的回落。相对而言,由于DL BWP Switching会造成UE较长时间不能接收下行数据,频繁回落的负面效应更为严重。如果刚刚完成一次PDSCH接收就匆匆让UE回落到Default DL BWP,则如果马上又有下行业务到达,就无法立即调度PDSCH。因此用一个Timer来控制回落的时机是非常合适的,即在bwp-InactivityTimer到期(Expire)时再回落到Default DL BWP,而在bwp-InactivityTimer Expire之前仍停留在较大的DL BWP,避免不必要的频繁回落。

如图4-32所示的例子,在UE处于一个非Default DL BWP(如DL BWP 2)中时,根据PDCCH监测和PDSCH调度的情况运行bwp-InactivityTimer,如果UE连续一段时间没有监测到调度PDSCH的DCI,则bwp-InactivityTimer到达Expire时间才触发BWP回落动作,UE回落到Default DL BWP(DL BWP 1)。

图4-32 基于timer的下行BWP回落

需要说明的是,Default DL BWP的配置并不是一个独立的BWP配置,它通过Default Downlink BWP -Id 从已经配置的DL BWP中选择一个,如RRC信令为UE配置了4个DL BWP, BWP - Id 分别为1、2、3、4(如第4.2.7节所述,Initial DL BWP的 BWP - Id =0),则Default Downlink BWP ID可以从1、2、3、4中选择一个。如Default Downlink BWP - Id =2,则 BWP - Id =2的BWP作为Default DL BWP [31]

基于Timer的BWP回落的另一个优点是提供了DCI漏检(DCI Mis-detection)的回落机制。DCI有一定的漏检概率而且缺乏HARQ-ACK等直接确认机制,当发生了DCI漏检时,UE无法根据DCI的指示切换到正确的BWP,这种情况下,gNB和UE可能停留在不同的DL BWP中,导致UE和gNB之间失去联系。如图4-33所示,如果gNB发送的将UE从DL BWP 2切换到从DL BWP 3的DCI没有被UE检测到,gNB将如期切换到DL BWP 3但UE仍将停留在DL BWP 2中。这种情况下,gNB在DL BWP 3中发送给UE的DCI将无法被UE收到。

图4-33 缺乏BWP回落机制,DCI漏检可能导致UE和gNB失去联系

如果有了基于Timer的DL BWP回落机制,如图4-34所示,则在出现指示BWP切换的DCI被漏检后,gNB切换到DL BWP 3而UE停留在DL BWP 2,UE无法收到gNB在DL BWP 3中发送的DCI,因此去激活Timer将持续运行直至到期,随后,UE自动回落到Default DL BWP。gNB在DL BWP 3向UE发送DCI没有反应,也可以回到Default DL BWP向UE发送DCI,与UE恢复正常联系。之后,gNB可以在Default DL BWP中向UE重新发送DCI,将UE切换到DL BWP 3。

图4-34 利用基于Timer的BWP回落,gNB可以在DCI漏检后与UE恢复联系

4.3.7 是否重用DRX Timer实现BWP回落?

具体到Timer的设计,有两个问题需要考虑:一是是否重用一个原有的Timer;二是Timer的触发条件。关于第一个问题,存在两种观点:一是沿用DRX Timer;二是设计新的Timer。

1.DRX Timer

由于某些业务的数据包是突发性的,通常只集中少数时间段,在大部分时间内并不需要传输数据。但在常规操作中,即使基站一段时间内不调度终端的数据传输,终端也需要周期性地监测PDCCH,不利于终端节电。因此从LTE开始,引入了DRX操作,即基站可以通过配置DRX,以便在没有数据传输的时候,可以允许终端暂时停止监测PDCCH,降低功耗。

DRX通过在一定周期(DRX Cycle)内配置一定的激活时段(On Duration),终端只在On Duration内监测PDCCH,DRX Cycle内除On Duration之外的时段为DRX窗口(DRX Opportunity),在DRX Opportunity内终端可以进行DRX操作,如图4-35所示。

图4-35 DRX基本工作原理

但是如果在On Duration的末期基站仍需要为终端调度数据,则需要在On Duration结束之后一段时间内继续让终端监测PDCCH。大体上讲,这是通过一个定时器drx-InactivityTimer来实现的,即当终端被调度初传数据时,就会启动(或重启)drx-InactivityTimer,直至drx-InactivityTimer超时后再停止监测PDCCH(实际的DRX设计还包括另一个可配置的计时器Short DRX Timer,这里为了简化起见,不做展开),转入DRX状态。如图4-36所示,如果终端在On Duration期间收到调度自己的PDCCH,则启动drx-InactivityTimer,直至该Timer到期(Expire)才让终端进入DRX状态。如果在drx-InactivityTimer运行期间终端收到新的调度自己的PDCCH,drx-InactivityTimer会复位重启(Re-start),进一步保持终端处于激活状态。因此终端何时切换到DRX状态取决于终端收到的最后一个调度它的PDCCH的时刻和drx-InactivityTimer的长度。

图4-36 drx-InactivityTimer工作机理

2.BWP回落Timer是否重用DRX Timer?

如第4.3.6节所述,DL BWP切换可以看作一种“频域DRX”操作,这两种机制都是用于终端省电的,重用drx-InactivityTimer实现DL BWP的回落也有一定的合理性,因此有些公司建议不针对DL BWP的回落操作定义专门的Timer,直接重用drx-InactivityTimer [55] , [56] , [61] 。这相当于将时域省电和频域省电操作统一在一个架构中,如图4-37所示,当drx-InactivityTimer到期后,On Duration结束,同时UE也从宽带DL BWP回落到Default DL BWP。

图4-37 重用DRX Inactivity Timer实现DL BWP回落

这种方案的优点是可以避免定义一种新的Timer,但将“时域省电操作”和“频域省电操作”强相关在一起也未必合理。处于DRX状态的终端行为和处于Default DL BWP的终端行为是不同的,处于DRX状态的终端完全中止PDCCH监测,而回落到Default DL BWP的终端并非完全中止PDCCH检测,仍可以在Default DL BWP中监测PDCCH,只是由于缩小了BWP而获得了省电效果。

从这个角度说,DL BWP回落操作比DRX操作更灵活,如果对这两种操作强制使用相同的Timer配置,则终端回落到Default DL BWP也没有太大意义。如图4-37所示,当drx-InactivityTimer到期后,虽然从BWP操作的角度,终端可以回落到Default DL BWP以较省电的方式继续监测PDCCH,但由于终端同时进入了DRX状态,因此,实际上不会继续监测任何PDCCH。

如果DL BWP回落和DRX采用不同的Timer,则可以充分发挥DL BWP切换的潜力,即BWP切换操作嵌套在DRX操作内,终端先根据DRX配置和DRX Timer的运行确定是否监测PDCCH,而在终端未处于DRX状态时,则按照BWP配置和BWP Timer的运行确定在哪个DL BWP里监测PDCCH。

正如第4.3.6节所述,DL BWP回落机制的另一个功能是在DCI漏检的时候可以保障终端能够恢复正常的PDCCH监测,不像DRX机制那样仅仅是终端省电,Timer的设计目标也会不尽相同。

因此,最终确定,定义一个不同于drx-InactivityTimer的新的Timer,用于DL BWP回落操作,称为bwp-InactivityTimer。一种典型的配置方法是配置一个较长的drx-InactivityTimer和一个相对较短的bwp-InactivityTimer,如图4-38所示,终端收到最后一个调度该终端的PDCCH后,启动drx-InactivityTimer和bwp-InactivityTimer,bwp-InactivityTimer首先到期,终端回落到Default DL BWP继续监测PDCCH,如果在drx-InactivityTimer到期前未再收到调度该终端的PDCCH,则终端进入DRX状态,完全中止PDCCH监测。

图4-38 DRX和DL BWP回落采用不同的Inactivity Timer

4.3.8 BWP Inactivity Timer的设计

与其他Timer类似,bwp-InactivityTimer的具体设计包括如何配置这个Timer,以及它的启动、重启、中止条件等问题。

1.bwp-InactivityTimer的配置方法

第一个问题是配置计时器的单位。MAC层运行的Timer一般以ms为单位,如drx-InactivityTimer就是以ms为单位配置的。bwp-InactivityTimer是否需要采用更小的单位进行配置呢?如第4.3.12节所述,BWP Switching时延是以“时隙”为单位计算的,因此bwp-InactivityTimer采用过小的配置颗粒度(如符号级别)的必要性不大,因为bwp-InactivityTimer仍然是以ms为单位配置的,且最小值为2 ms。bwp-InactivityTimer的最大配置值可达2 560 ms,与drx-InactivityTimer的最大值一致。可以看到,通过配置不同的bwp-InactivityTimer长度,基站可以控制DL BWP Switching的频度,如果希望通过较频繁的DL BWP回落获得更好的终端省电效果,则可以配置较短的bwp-InactivityTimer,如果希望避免频繁的DL BWP Switching,实现比较简单的BWP操作,则可以配置较长的bwp-InactivityTimer。

需要说明的是,如果配置了多个DL BWP,则这个bwp-InactivityTimer是适用于各个DL BWP的,不能针对不同DL BWP配置不同的bwp-InactivityTimer。这是一种简化的设计。如果所有的DL BWP具有相同的子载波间隔,则采用相同的bwp-InactivityTimer完全合理。但具有不同子载波间隔的DL BWP,由于其时隙长度不同,1 ms内包含的时隙数量不同,如果想使不同DL BWP的持续时间包含相同数量的时隙,似乎应该允许为不同DL BWP配置不同的bwp-InactivityTimer(以ms为单位)。但从设计的简单性考虑,最终采用了BWP-common(BWP公共)的bwp-InactivityTimer配置方法。

另外,bwp-InactivityTimer不适用于Default DL BWP,因为这个Timer本身就是用来控制回落到Default DL BWP的时间的,如果终端本身正处在Default DL BWP,则不存在回落到Default DL BWP的问题。

2.bwp-InactivityTimer的启动/重启条件

显而易见,bwp-InactivityTimer的启动条件应该是DL BWP的激活。如图4-39所示,当一个DL BWP(除Default DL BWP)被激活后,马上启动bwp-InactivityTimer。

图4-39 bwp-InactivityTimer的启动与重启

bwp-InactivityTimer的重启主要受数据调度情况的影响。如第4.3.4节、第4.3.5节所述,bwp-InactivityTimer的主要功能是在终端长时间没有数据调度的情况下回落到Default DL BWP,以达到省电的效果。与DRX操作相似,当终端收到调度其数据的PDCCH时,应该预计可能还有后续的数据调度,因此无论现在正在运行的bwp-InactivityTimer的运行情况如何,都应该回到零点,从头开始Timer的运行,即重启bwp-InactivityTimer。如图4-39所示,当收到一个新的PDCCH时,bwp-InactivityTimer被重启,重新开始计时,实际上延长了终端停留在宽带DL BWP的时间,如果在bwp-InactivityTimer到期之前,终端没有收到新的调度数据的PDCCH,则终端回落到Default DL BWP。

3.bwp-InactivityTimer的中止条件

如上所述,由于收到调度数据的PDCCH可能预示着后续有更多的数据将被调度,所以应该重启bwp-InactivityTimer。但还有一些其他的物理过程,并不预示有后续数据调度,但需要保证在该过程中不发生DL BWP Switching,则bwp-InactivityTimer需要暂时中止,等该过程结束后再继续运行完剩下的时间。在NR标准的研究中,主要讨论了两种可能需要中止bwp-InactivityTimer的过程:一是PDSCH接收;二是随机接入。

如果终端被PDCCH调度了一个长度较长的PDSCH [比如多时隙PDSCH(Multi-slot PDSCH)],距离PDCCH距离又较远,而配置的bwp-InactivityTimer长度却较小,可能出现终端尚未完成PDSCH的接收,bwp-InactivityTimer就已经过期的情况,如图4-40所示。在这种情况下,根据bwp-InactivityTimer的运行规则,终端就会中止在激活DL BWP中的PDSCH接收,回落到Default DL BWP,这显然是不合理的操作。

图4-40 由于PDSCH持续接收造成的bwp-InactivityTimer过早到期的情况

对于这种场景,一种解决方案是在开始接收PDSCH时暂时中止bwp-InactivityTimer的运行,如图4-41所示,在完成PDSCH接收后恢复bwp-InactivityTimer的运行,直至bwp-InactivityTimer到期。

图4-41 在PDSCH接收过程中中止bwp-InactivityTimer的方案

但是经过研究,认为上述方案的应用场景(即bwp-InactivityTimer配置得较短,而PDSCH结束接收的时间点距离PDCCH较远)是一种不常见的场景,gNB可以比较容易地避免这种情况的发生,因此最终R15 NR bwp-InactivityTimer的中止条件没有采纳这种方案。

R15 NR bwp-InactivityTimer采用的中止条件主要是与随机接入(RACH)过程有关。如图4-42所示,当终端启动RACH过程时暂时中止bwp-InactivityTimer的运行,在完成RACH过程后恢复bwp-InactivityTimer的运行,直至bwp-InactivityTimer到期。之所以要在RACH过程中避免DL BWP Switching,是因为RACH过程需要在成对配置的DL BWP和UL BWP上完成(原因在第4.3.11节具体介绍)。因此,要在RACH过程未完成前,避免由于bwp-InactivityTimer到期,终端向Default DL BWP回落(如果当前的激活DL BWP并非Default DL BWP),造成DL BWP和UL BWP不匹配。

图4-42 在RACH过程中中止bwp-InactivityTimer的方案

4.3.9 Timer-based上行BWP切换

4.3.6节~4.3.8节所述都是关于基于Timer的下行BWP切换,实际上,也曾有建议将Timer-based BWP Switching用在上行,即通过InactivityTimer控制UL BWP的激活/去激活。例如,需要在上行发送HARQ-ACK时终止Timer,延长UL BWP的激活状态 [60] 。但相对下行,在上行引入Default BWP的必要性不大。在下行,即使没有数据调度,也需要在DL Default BWP中监测PDCCH,以取得省电效果。但在上行并没有像PDCCH监测这样周期性的操作,只要没有数据调度,终端就可以采取省电操作,没有必要定义UL Default BWP。因此,NR也没有引入专门的Timer-based UL BWP Switching。

但需要注意的是,UL BWP有可能在Timer-based DL BWP Switching时发生连带切换。如第4.2.9节所述,在FDD系统中,DL BWP和UL BWP是分别独立切换的,即DL BWP切换时UL BWP可保持不动,因此也就不存在Timer-based UL BWP Switching。但在TDD系统中,DL BWP和UL BWP必须成对切换,当发生Timer-based DL BWP Switching时,上行也必须连带切换到具有相同BWP Indicator的UL BWP [64] 。所以由于bwp-InactivityTimer到期造成UL BWP切换的现象,在TDD系统中是存在的。

4.3.10 基于Time Pattern的BWP切换的取舍

1.基于Time Pattern的BWP切换的原理

在BWP研究的早期阶段,基于Time Pattern的BWP切换也是一种被重点考虑的BWP Switching方法 [34] , [45] , [49] , [58] 。基于Time Pattern的BWP Switching的原理,是UE可以根据一个预先确定的Time Pattern在两个或多个BWP之间切换,而并不是通过显性的切换信令进行BWP Switching。如图4-43所示,在一定周期内定义一个Time Pattern,在指定的时间点从当前的Active BWP(如BWP 1)切换到另一个BWP(如BWP 2),完成指定的操作,完成操作后在指定的时间点切换回BWP 1。图中所示是按Time Pattern进行BWP Switching完成系统信息更新的示例。与基于Timer的BWP Switching一样,基于Time Pattern的BWP Switching和DRX、SPS操作也有相似之处,也可以借鉴DRX、SPS等既有机制的设计。

图4-43 基于Time Pattern的BWP Switching

2.基于Time Pattern的BWP切换和基于Timer的BWP切换的关系

基于Time Pattern的BWP切换适合的场景,是UE在BWP 2中有明确的预定操作(在预定的时间点发生,持续预定的时长),如系统信息(SI)的更新(如图4-43所示)、跨BWP的信道探测、跨频带的移动性测量等。因此,按照某种Time Pattern进行BWP Switching总是需要的,但问题是是否需要标准化专门的Time Pattern配置方法和BWP Switching过程。一种观点是,基于DCI和Timer的BWP Switching也可以在某种场景下等效地实现按照Time Pattern进行BWP Switching的类似效果。所以也可以考虑不定义专门的基于Time pattern的BWP Switching方法。但是,基于“DCI+Timer”的切换方法也有以下一些明显的问题。

● 基于DCI的BWP Switching会带来额外的PDCCH开销,因为这个DCI很可能并不需要调度数据,是一个“额外的”DCI,而且按照第4.3.5节所述,当配置4个UE-dedicated BWP时,不支持通过DCI切换到Initial BWP。

● 基于Timer的BWP Switching的功能是非常单一的,主要是针对“从接收PDSCH的较大的DL BWP回落到仅监测PDCCH的DL BWP(即Default DL BWP)”,不能用于上行BWP Switching,也不能用于向其他DL BWP的切换。而且Timer的设计主要考虑到DCI接收的不确定性(即gNB也无法准确预计何时要用DCI调度UE),UE需要在每次收到DCI后一段时间内保持在较大的DL BWP内,准备接收来自gNB的进一步调度,因此可以用Timer实现在一段时间内稳定停留在较大BWP内,避免频繁的BWP Switching。但是对于系统信息更新、跨BWP的信道探测等信息,其结束的时间点是确知的,可以在明确的时间切换到目标BWP,完成操作后可以马上返回原BWP,没有必要通过Timer延续在某个BWP内的停留,采用Timer反而耽误了返回的时间,造成效率降低。而Timer的配置颗粒度是较粗的(1 ms或0.5 ms),难以实现快速的BWP切换。

3.基于Time Pattern的BWP切换的取舍

第一个适合采用Time Pattern的BWP Switching场景是系统信息更新。当UE的激活BWP主要用来收发UE特定的(UE-specific)上下行数据或控制信道时,这个BWP未必包含一些公共控制信道和信号。例如,一个DL BWP可能包含SSB或RMSI,也可能不包含(如第4.1.3节所述)。假设只有Initial DL BWP中包含SSB和RMSI而当前的DL Active BWP不包含,当UE需要更新小区系统信息(MIB、SIB1等)时,UE需要切换回Initial DL BWP进行系统信息更新,等完成系统信息更新后再返回之前的DL Active BWP。由于SSB和RMSI的时域位置是相对固定的,UE可以根据高层配置确知需要切换到Initial DL BWP的时间窗口,因此可以采用Time Pattern方式进行BWP Switching。采用DCI实现这种BWP Switching,需要gNB发送两次DCI才能完成。采用Timer方法,只有当网络没有配置Default DL BWP时,在Timer到期后才能切换到Initial DL BWP。但是,类似系统信息更新这样的UE行为发生的概率较低,偶尔发生时采用基于DCI的BWP Switching也就够了,对总体DCI开销的影响很小(但如上所述,当配置4个UE-dedicated BWP时可能存在问题)。

另一种可能周期性发生的UE行为是移动性管理测量(RRM Measurement),这是一种相对发生频率较高的UE行为。按照BWP的设计初衷,当一个DL BWP被激活后,所有的下行信号都应在这个Active DL BWP中接收。如果UE需要基于某个信道或信号[如SSB或CSI-RS(信道状态信息参考信号)]进行RRM Measurement,而当前激活BWP不包含这一信号,则UE需要切换到包含这一信号的BWP中进行RRM Measurement,这样就需要BWP Switching。经过研究,决定RRM Measurement作为例外,可以在Active DL BWP之外进行。也就是说,RRM Measurement的带宽可以单独配置,不算作另外一个BWP。这个决定也有一定的合理性,因为无论如何,异频测量(Inter-frequency Measurement)均不在当前的Active DL BWP之内。

最后,跨BWP的信道探测也是一种比较适合采用基于Time Pattern的BWP Switching的场景。如果给UE配置的两个BWP并不重叠,在UE工作在BWP 1时,可以定期对BWP 2中的信道状态信息(Channel State Information,CSI)进行估计,预先了解BWP 2的信道情况,以便切换到BWP 2后可以快速进入高效的工作状态。由于CSI估计只能在Active BWP中进行,做跨BWP的CSI估计必须要先切换到BWP 2。由于跨BWP CSI估计的时间点和持续时长都是确知的,根据预先配置的Time Pattern在两个BWP之间切换比基于Timer的切换更为合适。但跨BWP信道探测在R15中被视为一种不是必须实现的特性。

综上所述,基于Time Pattern和基于Timer的BWP Switching具有一定的相互可替代性,Time Pattern的优势是处理周期性BWP Switching效率高、开销小,Timer的优势是更灵活、可以避免不必要的BWP Switching时延 [49] 。R15 NR标准中最后只定义了基于DCI和Timer的BWP Switching,没有定义专门的基于Time Pattern的BWP Switching。

4.3.11 BWP的自动切换

除了基于RRC信令的BWP切换(如第4.3.1节所述)、基于DCI的BWP切换(如第4.3.2节和第4.3.3节所述)、基于Timer的DL BWP切换(如第4.3.4节~第4.3.6节所述),还有一些其他场景会触发BWP的自动切换,将在本节介绍。

1.TDD系统的DL BWP与UL BWP成对切换

如第4.2.9节所述,TDD系统的上行BWP和下行BWP是成对配置、成对激活的。那么如何用一个DCI激活“一对BWP”呢?一种方法是定义一种可以指示“一对BWP”的DCI或BWP Indicator,专门用于TDD系统的BWP激活。

正如第4.3.3节所述,如果引入一种“既非上行、也非下行”的专门用于BWP Switching的DCI Format,其自然可以实现一次激活一对DL BWP和UL BWP,但考虑到新DCI Format的额外复杂度,没有采用这种设计。

另一种成对激活的方法是在DCI中定义一种新的专门激活“BWP对”的BWP Indicator,但这仍然会造成TDD的BWP切换信令与FDD的不同。因此,最终确定采用一种更合理的方法,即重用FDD的BWP Indicator设计,仍然是“负责下行调度的DCI触发DL BWP” “负责上行调度的DCI触发UL BWP”。所不同的是,DL BWP的切换会连带触发与之配对的UL BWP切换,UL BWP的切换会连带触发与之配对的DL BWP切换 [64] 。如图4-44所示,如果DCI Format 1_1中的BWP Indicator=0,则同时激活DL BWP 0和UL BWP 0;如果DCI Format 0_1中的BWP Indicator=0,则也可以同时激活DL BWP 0和UL BWP 0。

最后需要说明的是,与DCI触发的BWP切换一样,在基于Timer的BWP Switching中,TDD系统的上行BWP和下行BWP仍然需要同时回落。当Timer到期、终端的下行激活BWP回落到Default DL BWP的同时,其上行激活BWP也会同时切换到和Default DL BWP配对的UL BWP(即与Default DL BWP有相同BWP Indicator的那个UL BWP)。

图4-44 下行调度DCI和上行调度DCI均可触发一对BWP的同时切换

2.由随机接入引起的DL BWP切换

如第4.3.8节所述,为了避免在随机接入(RACH)过程中发生DL BWP Switching,bwp-InactivityTimer会在RACH过程中中止,其原因是:用于RACH的UL BWP和DL BWP需要成对激活。为什么要限制成对激活呢?

TDD系统的DL BWP和UL BWP需要成对配置、成对激活,但FDD系统并无此限制,DL BWP和UL BWP是独立配置、独立激活的。但在竞争性随机接入过程中,由于gNB尚未完全识别终端,可能会带来一些问题。如图4-45所示,假设在上行和下行各有3个BWP,终端在UL BWP 2发送随机接入前导(Preamble,即Msg.1),发起随机接入。根据随机接入流程,gNB在下发随机接入反馈(RAR,即Msg.2)时还不能判断这个Msg.1来自哪个终端的,因此需要在所有可能的DL BWP都下发Msg.2,从而造成很大的资源浪费。

图4-45 在FDD系统中,如果独立配置的DL BWP,RAR需要在多个DL BWP中发送

为了避免这个问题,最后确定,RACH过程必须基于成对的DL BWP和UL BWP。与TDD系统的BWP配对相同,采用基于BWP Indicator的配对方法,即具有相同BWP Indicator的DL BWP和UL BWP配成一对,用于RACH过程。如图4-46所示,如果终端在UL BWP 1上发送Preamble,则必须在DL BWP 1上接收RAR。这样gNB就只需要在DL BWP 1上下发RAR,不需要在其他DL BWP下发了。

图4-46 基于配对的UL BWP和DL BWP,只需在一个DL BWP中发送RAR

基于上述设计,当终端在上行激活BWP中发送Preamble、启动RACH过程时,如果激活的DL BWP和UL BWP具有不同的BWP Indicator,需要将下行激活BWP切换到与UL激活BWP具有相同BWP Indicator的DL BWP。

4.3.12 BWP切换时延

如第4.1.2节所述,BWP Switching Delay中,UE是不能进行正常的信号发送或接收的,因此gNB需要注意,不能把上下行数据调度在BWP Switching Delay中。如果UE发现被调度的PDSCH或PUSCH的起始时间落在BWP Switching Delay过程内,UE可以将此视为错误情况(Error Case),不按照调度接收PDSCH或发送PUSCH。

关于跨BWP调度的问题,我们将在第5.2.3节详细介绍,本节仅介绍BWP Switching Delay的相关标准化情况。BWP Switching Delay主要取决于终端产品的实现,由3GPP RAN4负责此项研究。BWP Switching Delay可由3部分构成(如图4-47所示)。

● 第一部分是UE解调包含BWP Switching指令的DCI的时间。如果是由其他方式(如基于Timer或RRC配置)触发的BWP Switching,这部分时间可以忽略。

● 第二部分是UE针对新的BWP参数进行计算和加载的时间。

● 第三部分是将新的BWP参数应用生效的时间。

图4-47 BWP Switching Delay的构成

如第4.1.2节所述,RAN4对BWP切换时间(BWP Switching Delay)的研究延续了一年多时间,2017年年初RAN4只给出了RF部分的初步研究结果(见表4-2 [11] ),直至2018年2月才给出RF、基带的完整研究结果 [42]

BWP Switching可以分为4种场景,如图4-48所示。

● 场景1:改变中心频点但不改变带宽(无论子载波间隔改不改变)。

● 场景2:不改变中心频点但改变带宽(无论子载波间隔改不改变)。

● 场景3:既改变中心频点也改变带宽(无论子载波间隔改不改变)。

● 场景4:中心频点和带宽都不改变,只改变子载波间隔。

对如上4种场景的研究结果见表4-5,Type 1和Type 2对应两种终端能力,即具有较强能力的终端需要满足表中第三列的要求,具有基本能力的终端需要满足表中第四列的要求,两种终端能力对应的BWP Switching Delay要求有较大差异。但FR1(频率范围1,即小于6 GHz)和FR2(频率范围2,即大于6 GHz)的要求是完全相同的。以Type 1终端能力为例,可以看到,BWP Switching如果涉及终端射频的重调,会带来200 μs时延,基带模块的参数重配和生效需要400μs。由于场景1、2、3改变了带宽或中心频点,既涉及射频重调又涉及基带重配,共带来600μs时延。而场景4只改变了子载波间隔,不涉及射频重调,只涉及基带重配,因此只带来400μs时延。BWP Switching的基带重配时延长达400μs,甚至明显长于射频重调,应该说这一结果还是有点超出直观预期的,这也是造成BWP Switching Delay长达400~600μs的主要原因。当然,由于这些数值是对所有设备的最低性能要求,因此研究时是基于最坏情况进行分析的,实际产品的BWP Switching Delay可能可以做到更小。

图4-48 BWP Switching的4种场景

表4-5 各种场景下的BWP Switching Delay

以30 kHz子载波间隔计,600μs折算为OFDM符号周期约为16.8个符号,但RAN4规范中的终端要求是以时隙为单位来计算的,向上取整后为2个时隙。最终RAN4规范中各种子载波间隔对应的以时隙为单位的BWP Switching Delay指标如表4-6所示 [43] 。需要说明的是,由于不同子载波间隔的时隙长度不同,如果BWP Switching前后的子载波间隔不同,则表4-6中的时隙是以其中较大的子载波间隔长度对应的时隙长度来计算的。

表4-6 以时隙为单位的BWP Switching Delay cLI17PHxIbd+At76BCectadA+xPbnRA8v7GMWDmVi0BtwhPqn79F4Y5A4k5GmiWH

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