LTE筆記: Bandwidth Parts (BWP)

在 4G LTE 的時代, 每一次 LTE-A 的升級,
最佳宣傳總是 CA (Carrier Aggregation, 載波聚合) 的技術,
一方面是 CA 可以為使用者帶來更高頻的傳輸速度,
另一方面, CA 也考驗電信商的頻譜, 藉以宣稱自己是最佳的服務提供者,

然而, CA 所帶來的並非全是好事,
更寬廣的頻譜意味著更加耗電, 以及更複雜的電路設計,
同時, 寬頻的接取也只發生在少量使用者的情境下,
在真實的使用情境下, 則需要有一個有效的排程機制,
才能隨著使用者需求的改變, 動態調整傳輸使用的頻寬.

而此問題在 5G NR 中就變得更加的複雜,
一方面, 不同於 4G 的環境, 跨越了不同的頻帶, 以及物理特性,
在物理層的設計上也加入了對各頻帶的適應性設計,
例如, 在之前文中所說明的 Lean Carrier 以及 Multiple Numerology,
因此, 在所使用的頻寬上, 5G NR 也提出了 Bandwidth Parts,
也就是讓使用者隨著通訊的需求, 動態調整使用的頻寬,
如下圖所示:

TR38.300 Fig 6.10

在圖中我們可以看到頻帶的調整可以分成兩類:

1.  BWP1 -> BWP2: 在同一個中心頻率下, 更改使用的頻寬
2. BWP2 -> BWP3: 中心頻率改變

考慮到此兩類不同的操作, 3GPP 中也給予不同的切換時間限制,

在目前的標準定義 (38.211) 中, 主要針對 sub-6 GHz 進行標準的規範, 分成三種:

• intra-band (只改變頻寬): < 20 us
• intra-band (改變頻寬與中心頻): 50-200 us
• inter-band (改變頻寬與中心頻): < 900us

資料來自: https://ziyubiti.github.io/2018/03/07/5gnrbwt/

同時, 一個 BWP 對應於 UL 或是 DL 的傳輸,

一個使用者最多同時可以有 4 個 BWP 進行資料傳輸, 使用情境如下:

來自: https://newsletter.mediatek.com/hubfs/mwc/download/bandwidth-part-adaptation.pdf

總結來說, BWP 的設計, 主要是面向使用者 (UE) 的設計, 提供以下兩點好處:

第一, 對於較低階的裝置, 可以減低期硬體成本

第二, 對於變動的需求, 可以透過 BWP 減少總體功耗

同時, 對於系統而言, BWP 也提供了未來擴充的可能,

使得 5G NR 的網路, 能更彈性整合不同頻帶之特性,

符合不同樣態的通訊需求.