关于BWP的技术原理及优势

一、产生背景

5G NR中定义了两个频段范围，就是我们通常所说的Sub-6GHz（FR1）和毫米波（FR2）。对于不同的频点范围，系统的带宽和子载波间隔都所有不同。3GPP规范38.101-1和38.101-2中给出了详细说明：

从上表中我们可以清楚的看到，在FR1频段，系统带宽从最小的5 MHz到最大的100 MHz，一共有13种不同的带宽配置可供选择；而对于毫米波FR2频段，支持的系统带宽可以是50 MHz，100 MHz，200 MHz和400 MHz，也有4种不同的带宽可以选择。

在如此复杂多变的系统带宽配置下，如果要求所有终端都支持最大带宽，并且不管处于什么样的业务状态都占用最大的系统带宽，那么对网络资源也是一种巨大的浪费，同时也增加了手机终端的功率消耗和研发成本。

为了适应这种复杂多变的系统带宽，5G NR中提出了部分带宽BWP（Bandwidth Part）的概念，可以根据不同业务类型对终端工作的系统带宽进行动态配置，在降低手机功耗的同时也可以节省网络资源。

二、技术原理

1. BWP概念

3GPP 38.211规范中将BWP定义为一个载波内连续多个资源块（RB， Resource Block）的集合。为了更直观的理解BWP概念，将结合下图进行说明：

上图中有两种RB（Resource Block），绿色的CRB（Common Resource Block）用于在整个载波带宽内指示公共RB的位置，蓝色的PRB（Physical Resource Block）用于在定义的BWP内指示RB的位置。图中给出了id分别为0\1\2的3个BWP与载波带宽的位置关系。

以FR1系统带宽100 MHz，SCS（子载波间隔）30kHz为例，BWP0/1/2分别配置为5 MHz、10 MHz和20 MHz：CRB的最大取值为273，而对于衡量BWP的PRB来说，BWP0/1/2对应的PRB个数分别为11、24和51。

在理解BWP概念的同时，还必须注意以下几点：

在每一个BWP内PRB的计数都是从0开始的；

BWP的带宽只能是图1中给定的系统带宽的子集，不能配置这些带宽以外的其它带宽；

BWP的配置必须是一组连续的CRB，不连续的CRB不能配置给BWP使用；

不同的BWP可以配置不同的子载波间隔和循环前缀；

BWP可以理解为UE的工作带宽，任何时刻只能激活一个BWP；

UE在激活的BWP范围内收发信息；

2. BWP的分类

根据应用场景的不同，可以将BWP分为以下3类：

Initial BWP ： 用于UE接入前的信息接收，主要是用于接收系统消息和随机接入相关信息，一般在Idle态时使用；

First Active BWP： 第一个UE 专有BWP，UE可在这个BWP上进行数据的收发和PDCCH检索；

Default BWP： UE专有BWP，是在RRCReconfiguration中配置给UE的。如果没有配置，则将Initial BWP认为是default BWP，并在bwp-inactivityTimer超时之后，UE仍没有被调度，则将UE切换到default BWP；

3. BWP的4种切换方式

当配置多个BWP时，就涉及到终端如何在不同的BWP之间进行转换的问题。通常情况下，BWP的切换可以通过4种不同的方式完成：

伴随数据调度的DCI指示的快速切换

RRC（重）配置和激活SCell时从initial BWP到first active BWP的切换

基于timer的长时间没有业务调度的切换

UE在随机接入过程中，如果active BWP内没有PRACH资源，则自动切换到initial BWP

4. BWP的时延问题

BWP在切换过程中涉及到的另一个问题就是时延问题，从终端侧接收到BWP的切换命令到开始在新的BWP上进行数据传输这中间的时间差定义为BWP的切换时延。根据BWP的切换方式不同，时延的计算方式也不同，这里就不详细介绍了。

三、技术优势

灵活可变的特点为BWP带来如下一些技术优势：

1. UE无需支持全部带宽，只需要满足最低带宽要求即可，有利于低终端的开发成本，促进产业发展。

2. 当UE业务量不大时，UE可以切换到低带宽运行，可以明显的降低终端功耗。

3. 有利于5G技术前向兼容，当5G添加新的技术时，可以直接将新技术在新的BWP上运行，保证了系统的前向兼容。

审核编辑：彭菁

技术原理带宽系统5G

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