BWP的英文全程是Band Width Part,即一部分带宽,有时也用Bandwidth Adaptation(自适应带宽)来指代这个技术。
BWP是5G新引入的概念,因为5G带宽较大(最大支持的带宽高达400M),若每一次收发工作带宽支持这么大的全频带带宽,这是不必要的,这将会对终端的射频性能提出很高的要求(大带宽意味着高采样率,高采样率也意味着高功耗),也难以实现芯片的集成化,成本会非常高。为了减少手机端的功耗,设置了BWP的概念。
注:在连接态中最多可以配有4个BWP,加上INITIAL态的一个BWP,一个UE最多配有5个BWP。
BWP1:UE由于业务量较大,gNB给UE配置了15KHz子载波间隔同时配置40MHz高带宽,可以在短时处理大量业务。
BWP2:UE由于业务量较小,gNB给UE配置了15KHz子载波间隔并且配置10MHz带宽,满足UE基本通信即可;
BWP3:gNB发现BWP1所在带宽内有大范围频率选择性衰落或者BWP1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。
一般可以分为三种类型:
我们应该知道小区首先根据numerology(参数集)确定其子载波间,然后由该子载波间隔确定的资源块(RB,resource blocks,频域占12个子载波)称为公共资源块,这些公共资源块确定整个载波的带宽(CRB carrier bandwidth)。
在协议中,我们定义了一个参数point A的参数,他指向了CRB起始RB为0的位置,所以,后续BWP中的所有位置都是由这个位置相对位移得来的,如下图:
上面所出现的Nstart就是各个不同BWP相对Point A起始的PRB。
小区调度某个终端的时候,只要在调度时间窗内往终端工作的BWP里面配置资源就可以了,而终端在某个工作时间段内,只要接收指定的BWP数据就行了。对于小区而言,它看到的是整个CRB带宽内不同BWP,它只工作在一个中心频率,即可完成对不同BWP的资源调度,而对于终端而言,它只需要在某个时间段工作在一个BWP(某个中心频率),通过不同时间段的BWP资源利用,来完成对整个小区CRB带宽的利用。当然,以上的这些都是仅仅工作其中某一个频带而已。
相对于终端,它对应的是整个频带,只是工作在不同的BWP中,而不同的BWP有可能子载波间隔是不一样的,而且对于同一个小区而言,它可能的公共子载波间隔与BWP内的子载波间隔是可能不一样的,那基站是如何将拥有不同子载波间隔的BWP进行切换的呢?
校验DCI format中参数Bandwidth part indicator field,若与当前BWP不一致,从而进行切换。但是,这个参数只有2比特信息,我们UE最多可以配置5个BWP,故区分下面两种情况。
1.initial BWP+3 BWP
以BWP-Id作为升序排列时候的位置索引
2.initial BWP+4 BWP
UE无法同过DCI切换到initial BWP,只能在连接态中的BWP配置中切换。如上图。
这方法针对UE长时间不进行业务首发,这意味UE不再需要进行业务需求,故将UE切换到一个带宽比较小的BWP。
其中,参数bwp-InactivityTimer:用于计时UE多长时间没有数据收发,这里通过UE是否收到CDI来判断UE业务有没有业务,可以设置上限时间;参数defaultDownlinkBWP-Id:超时后UE要进入的BWP的ID。
可以注意到,只有defaultDownlinkBWP-Id,而没有defaultUplinkBWP-Id,是因为这里只有下行BWP切换,上行不需要进行切换。
这种方法主要用于RRC重配消息下发或者SCell激活之后,让UE进入到一个新的BWP。
上下行切换分别通过firstActiveDownlinkBWP-Id/firstActiveUplinkBWP-Id指示UE在RRC重配之后或者SCell激活后的切换,在重配后立马进行业务的收发,而没有处于initial BWP上。
在时延方面,DCI和Timer的切换方法由上表得出,根据子载波间隔不同,延迟也各不相同,一般由延迟数值大的那个来决定。
比如从60Khz(u=2)切换到15Khz(u=0),那么延迟取u=0的延迟1ms。
RRC切换的方法不仅考虑BWP时延,也应该考虑RRC的时延,相对较大。
此部分配合SSB专题食用更佳。
在小区搜索SSB的检测后,为了检索SIB1信息,需要在PBCH中提取MIB信息里的pdcch-ConfigSIB1,里面8位比特信息指示了SIB1的调度信息可能的时频资源位置,UE根据这个时频资源位置,去盲检SIB1的DCI信息,这个DCI是承载在PDCCH信道上的。
不懂SSB的可以去看下我之前的文章请君移步
由之前学过的内容我们知道,PDCCH是下行控制信道,承载着PUSCH和PDSCH的控制信息DCI。在LTE中,PDCCH频域上占据全部带宽,时域上占据每个子帧的前1-3个符号,由资源的多少动态调度。在5G中,由于5G带宽增大,若是在5G中仍然占据全部频带,显然是不明智的,这时我们可以根据BWP的概念,由于这种改变,使得NR里面对于下行控制信息DCI的调度发生了改变,不再用专门的信道来指示PDCCH占用了几个OFDM符号,而转用一个称为CORESET的信道来指示PDCCH占用的时频资源,在每个BWP中设置coreset(其实coreset就是PDCCH,在LTE中并没有coreset的这个概念),在时域中也不是固定的,随着当前情况动态设置coreset的起始位置。
不同的CORESET定义有不同的 ID,其中CORESET0专门用来承载SIB1的DCI调度信息。而对于CORESET调度信息,又由RRC消息里面的ControlResourceSet消息携带,除了CORESET 0的调度信息。因为CORESET 0指示的控制信息里面,携带的是SIB1的调度信息,非常重要,默认了一个参数集来供UE进行盲检。
也就是说,在5G中,UE想要知道PDCCH在频域/时域上的位置,才能解码出PDCCH,NR系统将PDCCH时频符号数等信息放在了新的专有名词coreset中,将PDCCH起始OFDM符号编号以及PDCCH检测周期等信息放在搜索空间(search space)中。
通过CORESET和SearchSpce可以确定出PDCCH可能所在的位置。PDCCH即下行控制信道,主要用来承载上行调度信息和下行调度信息。承载在PDCCH上的控制信息称为DCI(Downlink control information),由于DCI的功能较多,为了方便区分,协议把DCI分为不同的类型。
下面RRC消息里的coreset消息的主要参数配置:
controlResourceSetId :即物理层里的’CORESET-ID’,CORESET 1由RRC配置,特殊的CORESET-0即为MIB里面定义的pdcch-ConfigSIB1(童鞋们,SSB中提到的),或者ServingCellConfigCommon里面指定的initialDownlinkBWP。 (Coreset 0是一段频域连续的位置,另外一种Coreset的配置方式是通过频域的bitmap方式进行指示。)
frequencyDomainResources:指示CORESET占用的频域带宽,总共有45bit,每一位指示6个RB资源,比特1表示分配给coreset的频域位置,总共可以指示270个RB资源,系统的最大带宽。这里采用了bitmap指示。(frequencyDomainResources=10000…从起始位置开始)
duration:指示CORESET在时域上占用的连续OFDM符号个数,取值为1,2,3。
cce-REG-MappingType:PDCCH所有的指示最终都是要映射到RB上的,但是若用RB表示的话并不方便,所以,我们采用一个更大的一个概念,REG表示多个RB,而CE对应6个REG,当我们在描述PDCCH时使用CCE单位。
下面我们举一个栗子:在下图图里面,frequencyDomainResources=10000…,即占用了第起始位置的6个RB,duration=2,即占用了2个OFDM符号时间,reg-BundleSize=6,即由6个REG组成一个CCE,聚合等级为1.
这里,首先你应该要知道,RRC消息是承载到CCCH和DCCH上,最后下行映射到PDSCH上,那么根据上面的描述,这里出现了一个问题:当UE解完RRC消息后才能取得coreset资源,但是UE想要接收RRC消息又必须要知道coreset的资源,如此才能知道在具体的时频域资源去接收解调PDCCH,进而解调PDSCH信道。
很明显,这是一个头咬尾的问题,在协议当中引入coreset 0这个概念来进行解决。
在协议里将系统的初始接入的必要电镀资源(SIB1)封装在coreset 0里,而前面也说到了,coreset 0这个配置的具体调度参数是不需要RRC的,因为默认大家都知道,也就是说UE在解完SSB后,UE知道应该到哪个具体的时频域位置去盲检SIB1的调度信息。
在上面的coreset的配置消息可以知道,coreset仅仅知道了PDCCH的频域位置和时域占据了几个OFDM的符号,但这并没有告知其具体的发送周期,以及具体OFDM符号的起始位置,故UE想要侦听DCI调度信息还是很麻烦。
所以在NR中,将PDCCH出现的周期和发送的OFDM符号位置定义在了search space中。
看名字就知道了,负责搜索用的。一个CORESET和一个SearchSpace绑定起来后才能确定PDCCH的配置。一个CORESET可以和多个SearchSpace绑定,但一个SearchSpace却只能和一个CORESET绑定。
对于coreset 0,的SIB1调度信息DCI的搜索空间,由解出MIB中8位的pdcch-ConfigSIB1消息低4位确定。
功能如上述表格,具体说明几个参数:
searchSpaceId:在每个BWP中最多配置10个搜索空间。
nrofCandidates:UE通过SearchSpace和CORESET将PDCCH的候选时频位置确定后,由于UE并不知道具体在哪个CCE上发送,所以UE进行盲检。这个参数就是为了指示PDCCH放置。
举例说明以下:假设monitoringSlotPeriodicityAndOffset设为sl10,即检测周期为10个slot,slot的偏移为5。duration设为1,即连续检测搜索空间的slot数是1,monitoringSymbolsWithinSlot设为10000001000000,当搜索空间关联的CORESET时域符号数为2,符号位置为0和7。那么在此配置下,UE会在每个检测周期的slot5的sym0、sym1和sym7、sym8检测候选PDCCH,如下图所示:
Search space有很多类型,首先分为公共搜索空间(common search space:CSS)和UE特定搜索空间(UE Specific search space:USS),CSS主要是在接入时和小区切换时使用,而USS则是在接入后使用。具体作用如下表:
Type 0 PDCCH Common Search Space就是专门用来发送解码SIB消息的PDCCH。
总结:
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