NR 空口资源综述
3.3.2 频谱利用
3.3.3 部分带宽
部分带宽（BWP）是在给定载波和给定 Numerology 条件下的一组连续的PRB。由于 NR 支持小至 5 MHz、大至 400 MHz 的工作带宽，如果要求所有UE 均支持最大的 400 MHz 带宽，无疑会对 UE 的性能提出较高要求，也不利于降低 UE 的成本。同时，由于一个 UE 不可能同时占满整个 400 MHz 带宽，且高带宽意味着高采样率，而高采样率意味着更高功耗，如果 UE 全部按照支持 400 MHz 的带宽进行设计，无疑是对性能的极大浪费。因此，NR 引入了带宽自适应（Bandwidth Adaptation）技术，针对性地解决上述问题。带宽自适应意味着，UE 在低业务周期可以使用适度的带宽监测控制信道，而只在必要时才启用大的接收带宽以应对高业务负荷。
在 LTE 中，UE 的带宽与系统带宽保持一致，在解码 MIB 信息配置带宽后便保持不变。而在 NR 中，不同的 UE 可以配置不同的 BWP，也就是说，UE 的带宽可以动态变化。如图 3-26 所示，在 T0 时段，UE 业务负荷较大且对时延要求不敏感，系统为 UE 配置大带宽 BWP1（BW 为 40 MHz，SCS 为15 kHz）；在 T1 时段，由于业务负荷趋降，UE 由 BWP1 切换至小带宽 BWP2（BW 为 10 MHz，SCS 为 15 kHz），在满足基本通信需求的前提下，可达到减低功耗的目的；在 T2 时段，UE 可能突发时延敏感业务，或者发现 BWP1 所在频段内资源紧缺，于是切换到新的 BWP3（BW 为 20 MHz，SCS 为 60 kHz）上；同理，在 T3 和 T4 等其他不同时段，UE 均根据实时业务需求，在不同 BWP之间切换。
以下简要总结一下 BWP 的优势。
- 支持低带宽能力 UE 在大系统带宽小区中工作，有利于低成本终端的开发以及保持终端的多样性。如图 3-27 所示，UE1 为窄带终端，仅可使用一个NR 载波的部分带宽；UE2 为宽带终端，可使用整个 NR 系统带宽；UE3 是具有载波聚合能力的终端，可使用部分或全系统带宽，但带宽使用的灵活度较低；UE4 是具有带宽自适应能力的终端，可以仅检测和使用比其射频能力小的带宽，可支持灵活可变的带宽配置。可见，由于 NR 终端带宽自适应特性的设计，不同性能及成本的终端均可以在网络中并存。
- 可通过不同带宽大小的 BWP 之间的转换和自适应来降低 UE 功耗。
- 可通过切换 BWP 来变换 Numerology，以优化对无线资源的利用，并更好地适配业务需求。
- 载波中可以预留频段以支持尚未定义的传输格式，这一特性有利于支持未来市场推出的设备和应用，具备前向兼容性。
BWP 在 NR 多种场景中的应用举例如图 3-28 所示。
虽然 BWP 为 NR 带来诸多良好的特性，但也使 NR 系统的设计更为复杂。举例来说，在 LTE 中，为了避免因本振泄漏导致的在 DC 子载波处产生的强干扰，考虑到 LTE 终端均支持全系统带宽且中心频点一致，在下行方向，可以简单地将 DC 子载波置零，即 DC 子载波不用于数据传输。而对于 NR，由于不同 UE 可配置不同的 BWP，其中心频点可能存在于载波的不同位置，如果沿用 LTE 对下行 DC 子载波进行特殊处理的方式，系统设计的复杂度将极大增加。综合权衡后，NR 采用了将 DC 子载波也用于数据传输的方式，如图 3-29 所示。但 NR 也由此必须接受在 DC 子载波上传输的数据质量较差的代价。
BWP 具体可以分为 Initial BWP 和 Dedicated BWP 两类，其中，Initial BWP是 UE 在初始接入阶段使用的 BWP，主要用于发起随机接入等。Dedicated BWP是 UE 在 RRC 连接态时配置的 BWP，主要用于数据业务传输。根据 R15，一个 UE 可以通过 RRC 信令分别在上、下行链路各自独立配置最多 4 个 DedicatedBWP，如果 UE 配置了 SUL，则在 SUL 链路上可以额外配置最多 4 个 Dedicated BWP。需要特别指出的是，对于 NR TDD 系统，DL BWP 和 UL BWP 是成对的，其中心频点保持一致，但带宽和子载波间隔的配置可以不同。
UE 在 RRC 连接态时，某一时刻有且只能激活一个 Dedicated BWP，称为Active BWP。当其 BWPinactivitytimer 超时，UE 所工作的 Dedicated BWP，称为 Default BWP。图 3-30 示出了 BWP 的分类及切换流程的示意。更多关于 BWP配置的细节，后续再进行介绍。
3.3.4 载波聚合
与 LTE 和 LTE-A 类似，为了满足更大带宽和更高速率，NR 支持载波聚合（CA，Carrier Aggregation）的特性。在 R15 中，NR 最大支持 16 个成员载波（Component Carrier）的聚合。NR 的单载波最大带宽为 400 MHz，这意味着 NR最大可以聚合 16×400 MHz=6.4 GHz 的频谱，远远超过单个运营商实际分配到的频率资源。
按照频谱的连续性，NR 载波聚合可以分为连续载波聚合与非连续载波聚合，如图 3-31 所示。
按照系统支持业务的对称关系，NR 载波聚合可以分为对称载波聚合和非对称载波聚合。非对称载波聚合意味着 NR 上行和下行方向聚合的成员载波数量不必一致，如图 3-32 所示。通常情况下，图 3-32（a）的非对称载波聚合方式更为常见。这是由于实际中的下行负载通常高于上行负载。此外，受制于 UE的能力，在上行方向同时激活多个成员载波的复杂度通常远高于下行方向。
在多载波聚合的情况下，NR 支持单载波调度和跨载波调度的方式。图 3-33（a）所示为单载波调度模式，控制信道与对应的数据传输分配在相同的成员载波上，每个控制信道中含有相同成员载波上数据传输的控制信息。控制开销与被调度到的带宽成比例，可以节省一些不必要的开销，并且可以很好地利用 LTE 现有的控制格式，不需要对原有的格式进行大的改动，对系统的后向兼容有重要的意义。图 3-33（b）为跨载波调度模式，控制信道横跨聚合后的全部带宽。对于干扰严重的场景，可以选择一个可靠的成员载波来传输控制信令。但这一方案需要用户监控整个带宽上的控制信道，由此带来了更大的开销和功耗，同时也提高了系统设计的复杂性。
由上面的讨论可知，NR 载波聚合的诸多特性与 LTE-A 相同或相似。需要重点说明的是，BWP 与 CA 这组近似概念的区别。
BWP 和 CA 两种机制在 NR 中并存，两者均与 UE 的能力密切相关。可以说，BWP 的设计是为了“下兼容”，满足低带宽能力 UE 在大系统带宽小区中工作的需求，而 CA 的设计则是“上兼容”，满足高带宽能力 UE 获取更高的单用户峰值速率。从更深层次的 RF 视角看，对于 CA，支持某一成员载波的聚合，则要求 UE 具备相应的 RF 特性（如带外泄漏等），而对于 BWP，则无额外的 RF 特性要求。此外，二者在 MAC 层的实现也有所不同。
