5G技术核心与增强:从R15到R16
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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[34454958]。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。如图所示是按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,因此这个DCI很可能并不需要调度数据,是一个“额外的”DCI,而且按照4.2.7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,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做系统信息更新,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,不算做另外一个BWP。这个决定也有一定合理性,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。