5G频域资源

基本概念

子载波间隔

子载波间隔的大小对相位噪声和多普勒频移的影响，决定了最终的覆盖面积、时延大小等因素，为了支持多种频段、业务类型和移动速度，引入了多种子载波间隔。

SCS变化趋势	影响	典型场景
SCS较小	符号长度变长	覆盖增大（低频段大覆盖）
SCS较大	多普勒频移影响变小	移动性能增强（超高速移动）
SCS较大	符号长度变小	时延缩短（URLLC高可靠低时延业务）
SCS较大	相位噪声变小	性能增强（高频段大带宽）

RB相关

RB的定义为 $N_{sc}^{RB}$=12个在频域上连续的子载波。

RG，对每一个Numerology和载波，都定义了一个频域 $N_{grid,x}^{size,\mu}N_{sc}^{RB}$个子载波、时域 $N_{symb}^{subframe,\mu}$个符号的RG（Resource
Grid资源网格），且起始位置CRB编号 $N_{grid}^{start,\mu}$ 由高层参数offsetToCarrier
指示，载波带宽 $N_{grid,x}^{size,\mu}$由高层参数carrierBandwidth 指示。

SCS-SpecificCarrier ::= SEQUENCE {

offsetToCarrier INTEGER (0..2199),

subcarrierSpacing SubcarrierSpacing,

carrierBandwidth INTEGER (1..maxNrofPhysicalResourceBlocks),

\...,

\[\[

txDirectCurrentLocation-v1530 INTEGER (0..4095) OPTIONAL \-- Need S

\]\]

}

Point A用作RG的公共参考点，获得的方式有两种：

-
对于PCell下行链路，UE用于初始小区选择的SS/PBCH块的最低资源块的最低子载波作为参考位置，Point
A与这个参考位置之间的偏移由高层参数offsetToPointA定义。该偏移以RB为单位，假定FR1的子载波间隔为15kHz，FR2的子载波间隔为60kHz。

FrequencyInfoDL-SIB ::= SEQUENCE {

frequencyBandList MultiFrequencyBandListNR-SIB,

offsetToPointA INTEGER (0..2199),

scs-SpecificCarrierList SEQUENCE (SIZE (1..maxSCSs)) OF
SCS-SpecificCarrier

}

- 对于其他情况，使用高层参数absoluteFrequencyPointA
，指以ARFCN表示的Point A的绝对频域位置。

FrequencyInfoDL ::= SEQUENCE {

absoluteFrequencySSB ARFCN-ValueNR OPTIONAL, \-- Cond SpCellAdd

frequencyBandList MultiFrequencyBandListNR,

absoluteFrequencyPointA ARFCN-ValueNR,

scs-SpecificCarrierList SEQUENCE (SIZE (1..maxSCSs)) OF
SCS-SpecificCarrier,

\...

}

absoluteFrequencyPointA 包含在在FrequencyInfoDL 、FrequencyInfoUL
、FrequencyInfoUL-SIB这几个IE中，对应了PCell上行、SCell上/下行、SUL等情况。

Common RB在频域中从0开始向上编号，0号CRB的0号子载波的中心和Point
A一致。对于子载波间隔配置 $\mu$，CRB编号 $n_{CRB}^\mu$在频域上与 RE(k,l)的关系是
$n_{CRB}^\mu = \lfloor\frac{k}{N_{sc}^{RB}}\rfloor$
其中k是相对于Point A定义的，这样的话，k=0相当于以Point A为中心的子载波。

Physical RB是BWP（Bandwidth
part）内的定义，在BWP中从0开始编号，到 $N_{BWP,i}^{size} - 1$结束。其中i是BWP的编号。在i号BWP的PRB编号 $n_{PRB}$和CRB编号 $n _{CRB}$之间的关系为
$n_{CRB} = n_{PRB}+N_{BWP,i}^{start}$
其中 $N_{BWP,i}^{start}$是i号BWP的起始位置相对于0号CRB的CRB数。

BWP

BWP，英文名称bandwidth
part，顾名思义，指部分带宽。在5G中，UE的接收和发送带宽不需要和小区带宽一样大，而可以调整诸如带宽、位置、以及子载波间隔。引入BWP的目的是基于多个原因，如：支持小带宽终端、省电、支持不同的Numerology等。

在38.213讲解BWP操作的章节中，涉及了以下几种类型的BWP：

Initial BWP，UE通过搜索SSB，获取SSB的频域位置，然后解调PBCH这一系列操作，来确定initial DL BWP，然后接收SIB1，在SIB1的ServingCellConfigCommonSIB中配置了initialUplinkBWP，从而确定initial UL BWP。

Dedicated BWP，在RRC连接态配置，UE最多可以在上下行各自配置4个BWP，通过downlinkBWP-ToAddModList和uplinkBWP-ToAddModList来配置。高层还可以通过firstActiveDownlinkBWP-Id来为UE配置第一个激活的DL BWP用于接收，通过firstActiveUplinkBWP-Id来为UE配置第一个激活的UL BWP用于发送。

对于每一个BWP，需要配置给UE的参数有：

• 子载波间隔，由高层参数subcarrierSpacing配置

• CP，由高层参数cyclicPrefix配置

• BWP的频域位置和带宽，由高层参数locationAndBandwidth配置，这个参数应该理解为38.214中的RIV( resource indication value），RIV相当于一个起始资源块（ $RB_{start}$）和一个连续分配的资源块的长度（ $L_{RBs}$），具体定义如下

公式中的 $N_{BWP}^{size}$被设置为275，由高层参数 offsetToCarrier
和subcarrierSpacing指示

• DL BWP或UL BWP的索引，由高层参数bwp-Id配置*。*

• 由BWP-common或BWP-dedicated指定的一组公共或专用BWP

  下面是以DL BWP为例的高层配置参数，见38.331：

BWP ::= SEQUENCE {

locationAndBandwidth INTEGER (0..37949),

subcarrierSpacing SubcarrierSpacing,

cyclicPrefix ENUMERATED { extended } OPTIONAL \-- Need R

}

BWP-Downlink ::= SEQUENCE {

bwp-Id BWP-Id,

bwp-Common BWP-DownlinkCommon OPTIONAL, \-- Cond SetupOtherBWP

bwp-Dedicated BWP-DownlinkDedicated OPTIONAL, \-- Need M

\...

}

BWP-DownlinkCommon ::= SEQUENCE {

genericParameters BWP,

pdcch-ConfigCommon SetupRelease { PDCCH-ConfigCommon } OPTIONAL, \--
Need M

pdsch-ConfigCommon SetupRelease { PDSCH-ConfigCommon } OPTIONAL, \--
Need M

\...

}

BWP-DownlinkDedicated ::= SEQUENCE {

pdcch-Config SetupRelease { PDCCH-Config } OPTIONAL, \-- Need M

pdsch-Config SetupRelease { PDSCH-Config } OPTIONAL, \-- Need M

sps-Config SetupRelease { SPS-Config } OPTIONAL, \-- Need M

radioLinkMonitoringConfig SetupRelease { RadioLinkMonitoringConfig }
OPTIONAL, \-- Need M

\...

}

Active BWP，UE在某时刻只能激活一个Dedicated
BWP。激活的方式有接收高层配置的firstActiveDownlinkBWP-Id和*firstActiveUplinkBWP-Id；*还有收到DCI
format 1_1，根据其中指示，从给UE配置的DL BWP集中，激活DL BWP，收到DCI
format 0_1，根据其中指示激活UL BWP。

Default
BWP，协议提供了参数defaultDownlinkBWP-Id来给UE配置一个默认的DL
BWP，如果高层没有配置这个参数，则UE认为initial DL BWP就是默认的DL BWP。

协议还提供了一个定时器bwp-InactivityTimer，供DL
BWP跳转使用，在激活了某个DL
BWP时，启动该定时器，定时器超时后，跳转到defaultDownlinkBWP，如果没有配置defaultDownlinkBWP，则跳转到initialDownlinkBWP。

下图展示了BWP的运转过程：