5GNR为什么需要支持大带宽

 

在5G第1阶段，从网络和UE的角度需支持在1GHz左右连续频谱上运行的机制，包括至少80 MHz的最大单载波带宽。这里就涉及了载波聚合等操作。

在LTE中，每个分量载波（CC：component carrier）的最大带宽为20mhz，网络可配置的信道带宽为1.4/3/5/10/15/20mhz。LTE UE强制支持所有信道带宽，并且其在RRC连接状态下的带宽被配置为等于eNB的信道带宽。

在NR中，考虑支持大约1GHz的连续宽带。直截了当的方法是定义每CC的合理最大带宽（例如约100mhz），并通过组件载波的聚合（通过载波聚合或双连接）来支持更宽的带宽，如在LTE中所做的那样。然后，可以强制所有NR UE支持每个CC的最大带宽，并且当需要更宽的带宽支持时，可以配置载波聚合。

可以在NR许可频谱中提供GHz级宽带的连续频谱。就操作复杂性、信令开销和资源利用率而言，通过聚合小带宽分量载波来操作宽带可能不是有效的。载波聚合将每个CC作为单独的小区进行操作，并且每个CC具有其自己的PHY、MAC/RLC和RRC协议实体。如果gNB是有能力的，则似乎希望通过具有最少数量的协议实体的单载波配置来操作宽带。这可以带来这样的好处，即信令开销（例如调度DCI、UE反馈、CRC和L2/L3信令）根据所配置载波的数量的减少而减少，并且L1/L2/L3协议栈的单个实体可以处理整个宽带。考虑到部署和服务场景以及gNB的能力，是否通过单运营商或多运营商配置运营取决于网络决策。

为了支持NR中的宽频谱，还应该考虑UE的带宽能力。与LTE UE强制支持每个载波高达20mhz的带宽不同，由于复杂性和成本方面的潜在问题，支持GHz级宽带的实现可能不现实，无法强制要求所有NR UE。将UE的带宽能力划分为多个类别似乎是合理的，例如，100mhz、500mhz、1ghz、2ghz等等。例如，在NR网络使用单个宽载波配置1ghz连续信道带宽的情况下，即使带宽容量为100mhz和500mhz的UE也应该能够在NR网络中连接和服务。然后，根据每个UE的带宽能力，可以将不同的带宽配置到宽带NR载波内的不同UE。

根据网络部署和频谱安排，网络可以优选配置单载波或多载波模式，以便有效地支持宽信道带宽。在非连续频谱的情况下，根据非连续载波的频谱安排，在多载波模式下自然地支持宽频谱部署。然而，在连续频谱的情况下，在网络透视图中，或在UE透视图中，可以优选使用多个载波在载波聚合中操作频谱。特别地，为了适应NR UE的各种带宽能力，还可以考虑以UE特定的方式在单载波或多载波模式下配置以及UE特定的带宽配置。

考虑到网络或/UE的各种情况，以下提供载波的示例情况和配置，以支持给定的宽带信道带宽。

Case 1：频谱BW 1 GHz，gNB可支持每个载波高达100 MHz的BW和载波聚合中的20个CC。十个 100 MHz CC包括1 GHz聚合信道带宽，该配置适用于所有UE。 Case 2：频谱BW 500 MHz、gNB1（或TRP1）和gNB2（或TRP2）可分别支持每个载波200和400 MHz BW。载波聚合了200 MHz和300 MHz载波，通过gNB1（或TRP1）在较低频率上聚合了200 MHz，通过gNB2（或TRP2）在较高频率上聚合了300 MHz。 Case 3：频谱BW 100 MHz，LTE网络在最低频率区域与20 MHz BW共存，一些LTE eNB已升级为NR gNB。升级后的gNB将一个载波配置为20 MHz BW，另一个载波配置为80 MHz BW。 Case 4：频谱带宽为1 GHz，UE#1每个载波的带宽为100 MHz，聚合5个CC，UE#2每个载波的带宽为1 GHz。UE#1和UE#2分别配置有五个100 MHz载波和一个1 GHz载波。

Case 4如图1所示。ue#1 ~#5可以配置为不同的载波聚合模式或每个载波的不同带宽。应当注意，载波聚合配置不一定意味着每个聚合载波都由单独的RF组件支持。在连续频谱的情况下，可以采用单个RF或多个RF实现来支持载波聚合。在单载波还是多载波模式下工作更多地取决于基带和L1/L2/L3协议的操作。即使当单个RF可以支持1ghz的宽带时，基于多载波模式的基带实现也可以是优选的，因为对于非连续和连续频谱布置共享基带实现的好处。此外，通过对应于1ghz带宽的单个基带来支持高采样率和大FFT大小可能具有挑战性。

通过单个载波支持宽信道带宽在多个方面是有益的。与UE在多个载波上运行时相比，这在信令和操作方面导致更少的开销。与在LTE中那样的载波聚合中为各个载波使用多个DCI相比，单个DCI可以在宽信道带宽上调度，并且开销更小。用于UL数据和UL控制信道中的每一个的单个功率控制过程可以覆盖所配置的信道带宽，而不是维持用于各自载波的多个功率控制过程。此外，一组单一的L1/L2/L3协议实体足以支持与宽信道带宽和移动性过程相对应的高数据速率。最后，单个RRC配置可以在宽信道带宽上配置参数和过程，而不是针对各个载波执行多个RRC配置。