由于大氣吸收、稀疏散射、小相干時間和高頻無線的容易堵塞，毫米波信道的特點是衰減快、覆蓋范圍有限、鏈路斷斷續(xù)續(xù)且不可靠。這些特性導致獨立HF（high frequency）系統(tǒng)中小分組或控制信令的低傳輸效率和復(fù)雜的波束管理。NR系統(tǒng)提出了嚴格的KPI，例如0ms系統(tǒng)內(nèi)移動性中斷、多連接、與LTE或NR HF和NR LF（low frequency ）之間的緊密互通等，這是獨立HF系統(tǒng)難以滿足的。

在圖1中，使用的路徑模型顯示了城市宏站部署的視線（LOS）概率?？梢园l(fā)現(xiàn)，服務(wù)水平概率隨著UE與基站之間的距離而降低。例如，當距離為50m時，服務(wù)水平概率為0.5，而當距離為100m時，該概率降至0.22。

由于高頻的無線電特性，衍射非常低。因此，當UE處于非直瞄場景時，信號強度顯著惡化。根據(jù)服務(wù)水平模型，比較了圖2中服務(wù)水平和非直瞄場景下28GHz的路徑損耗?？梢钥闯?，當距離為100m時，非直瞄系統(tǒng)的路徑損耗比視距高15dB，并且非直瞄和視距之間的路徑損耗差異隨著距離的增加而變得更大。

由于NR的接收器靈敏度尚未指定，使用LTE的度量作為鏈路預(yù)算分析的參考，其中上行鏈路和下行鏈路的最小所需SNR分別約為-1dB和2dB。然后，高頻的上下行鏈路預(yù)算計算如下：

參考圖2，非直視上行鏈路覆蓋范圍約為80m，而非直視下行鏈路覆蓋范圍約300m。因此，高頻上行鏈路覆蓋范圍遠小于下行鏈路覆蓋范圍。注意，在這個簡單的分析中，沒有考慮天線波束賦形增益的適當設(shè)計和新的功率調(diào)節(jié)。例如，根據(jù)FCC 16-89A1第281-284節(jié)，28GHz峰值EIRP限制（包括天線增益）對于UE為43dBm，根據(jù)第277節(jié)，對于100MHz的TRP為75dBm。這可能會嚴重影響實際的覆蓋數(shù)量和鏈路預(yù)算。

更多的模擬和分析表明，獨立的HF性能很難與宏站或LF小區(qū)相比，特別是在移動性方面。由于路徑損耗高、對非直視條件的敏感性以及快速變化的直視/非直視阻塞條件，間歇性鏈路很常見。這意味著無線鏈路故障可能是HF中移動性的“正?！痹?，這違反了0ms系統(tǒng)內(nèi)服務(wù)中斷的要求。每個UE具有多個TRP的覆蓋（例如，UDN方法）可能有助于解決這一問題，但它也引入了復(fù)雜性以及高信令和功耗開銷。

為了對抗大的路徑損耗，使用波束賦形來實現(xiàn)方向增益。有幾種波束賦形技術(shù)，包括數(shù)字波束賦形、模擬波束賦形和混合波束賦形。數(shù)字波束賦形為波束賦形提供了很大的靈活性。然而，數(shù)字波束賦形需要多個射頻鏈，這大大增加了成本。為了降低成本，可以使用模擬波束賦形。模擬波束賦形節(jié)省了成本，因為只需要單個無線鏈。模擬波束賦形的主要問題是波束是針對整個帶寬生成的。同時，為了對抗大的路徑損耗，波束被調(diào)諧到非常窄的范圍。結(jié)果，只有極少數(shù)UE可用于窄波束中的發(fā)射或接收。混合波束賦形可以在某種程度上通過降低成本和提高資源效率來實現(xiàn)平衡，因為每個波束可以對應(yīng)于不同的流，并且每個波束只能使用帶寬的一部分。然而，即使對波束賦形和信令信道進行了仔細的設(shè)計，由于每個HF小區(qū)的小覆蓋和間斷的HF鏈路，頻繁的切換使得難以維持長期可靠的控制信道。

獨立HF系統(tǒng)中波束賦形的復(fù)雜性不僅限于頻繁切換或阻塞期間活動連接的快速波束管理。它幾乎影響物理層信道形成期間與波束賦形相關(guān)的每個方面，例如網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備發(fā)現(xiàn)、同步、掃描、RACH、RS設(shè)計等，這進一步影響層2設(shè)計的許多方面，例如用于帶寬聚合或分集的多TRP協(xié)調(diào)、控制信息廣播或單播以及用于小數(shù)據(jù)傳輸和接收的開銷控制。如下所述，LF在許多方面的幫助將幫助非常方便地降低復(fù)雜性。

低頻率低于6GHz的系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，這是對HF系統(tǒng)挑戰(zhàn)的補充。傳輸是全方位的，鏈路更可靠，覆蓋范圍更大。與上文的HF相比，由于覆蓋范圍內(nèi)的UE更多，這些效應(yīng)使得公共控制信息更有效地在LF中發(fā)信號。

對于低頻，其衍射比高頻強得多。因此，在非直視場景下，低頻發(fā)射/接收更為可行。因此，在低頻率下，在UE和gNB之間維持更可靠的鏈路。

隨著頻率的降低，低頻的路徑損耗通常比高頻的路徑損耗小。結(jié)果，波束賦形對于低頻操作可能不是必需的。在LTE中，頻率資源由小區(qū)中的所有活動UE共享，而不是由窄波束中的小比例的活動UE共享。在沒有波束賦形的復(fù)雜性的情況下，eNB可以在一個時隙中容易地調(diào)度多個UE，使得低頻率的小分組的傳輸效率高于高頻率。因此，低頻系統(tǒng)非常適合于廣播系統(tǒng)信息，而高頻系統(tǒng)由于波束賦形的特性而具有固有的困難。此外，這還意味著發(fā)現(xiàn)信號和尋呼對于LF系統(tǒng)比HF系統(tǒng)更容易設(shè)計，這導致同步、RACH、尋呼、控制握手等更有效的過程。

雙連接利用宏小區(qū)輔助進行small cell操作，盡管兩者都在LF，用于錨定在MeNB的穩(wěn)健和廣覆蓋控制面信令，以及用于MeNB和SeNB之間的靈活C/U拆分。除了雙連接之外，低頻和高頻資源也可以用于載波聚合。載波聚合在理想的回程和高頻基站以及低頻站共存的情況下運行。高頻的控制信息可以在低頻上發(fā)送，以提高可靠性。

在層2的角度，LF和HF系統(tǒng)通過DC框架進行交互，保持相同的C/U拆分靈活性，但具有增強的信令分集，例如具有LF作為主設(shè)備和HF作為從設(shè)備的雙RRC實體。該框架實際上適用于NR內(nèi)（NR-LF+NR-HF）和RAT間（LTE-LF+NR-HF）情況。LF宏輔助是DC和互通的自然擴展，將是系統(tǒng)間移動性、C/U拆分、并置或非并置多個傳輸點以及新RAT和LTE之間緊密互通的自然起點。

除了雙連接之外，載波聚合還適用于低頻輔助高頻部署。通過使用載波聚合，高頻被用作子載波，而低頻被用作主載波。因此，可以通過交叉調(diào)度以低頻率調(diào)度高頻資源，從而提高了高頻資源的可靠性和效率。此外，對于載波聚合，UE不必保持多個上行鏈路，這對于處于不良覆蓋的UE是有利的。相反，可以復(fù)用多個載波上的所有上行鏈路分組，并在PUCCH上以低頻發(fā)送。

對于非獨立高頻，如果始終有低頻輔助，則低頻和高頻緊密耦合。LF和HF資源總是一起配置給UE。因此，一種可能的輔助形式是單個“小區(qū)”包括LF和HF對。如果UE接入LF，則可以在沒有顯式配置的情況下使用高頻資源。

沿著多RAT UL的多頻率部署的傳統(tǒng)復(fù)雜性主要源自不同頻率的多個RAT之間的TX機會和天線共享。然而，考慮到低頻和高頻被廣泛分離，并且天線結(jié)構(gòu)也有很大的不同，因此很可能在低頻和高頻同時進行發(fā)射和接收，從而降低了復(fù)雜性。此外，在LF輔助的HF情況下，例如通過在一個RAT（NR HF）上接收下行鏈路分組并在另一RAT（例如NR LF）上發(fā)送上行鏈路小數(shù)據(jù)分組，也可以方便地考慮分離的UL和DL，這消除了在同一頻帶中的多個載波之間緊密協(xié)調(diào)的復(fù)雜性，并且還降低了UE的成本，因為UE只能配備一個上行鏈路發(fā)射機。

與gNB相關(guān)聯(lián)的TRP或一組TRP，如果通過LF宏輔助進行協(xié)調(diào)，則可以在全向（NR LF或LTE）系統(tǒng)和波束賦形（NR HF）系統(tǒng)之間提供優(yōu)雅的移動性機制。特別是，由于其廣泛的覆蓋范圍和可靠的連接性，LF在廣播、尋呼、發(fā)現(xiàn)以及可能在用于波束管理的某些反饋信令中補償了HF。例如，如果HF層與LF層（例如NR或LTE）重疊，則UE可以在重疊的LF層上發(fā)送UL跟蹤信號，并且在這種情況下，LF層可以幫助高頻TRP和UE之間的關(guān)聯(lián)，以用于它們的波束賦形配置。在另一種選擇中，HF UE可以使用LF層的協(xié)調(diào)和調(diào)度來在專用HF信道上發(fā)送波束賦形的UL跟蹤信號，這可以幫助網(wǎng)絡(luò)側(cè)波束對準和跟蹤移動性中的UE，并在UE側(cè)節(jié)省用于恒定DL掃描的功率。

高頻的廣播信息、HF小區(qū)發(fā)現(xiàn)信息（例如頻帶、頻率、PCI、用于HF小區(qū)的DL SS的定時參考、波束賦形信息（掃描模式、較寬/較窄波束、單/多波束、周期性等）可以在低頻上發(fā)送，并且可以在低頻下執(zhí)行RRC連接建立過程，這提高了可靠性。LF上SS的檢測可以作為HF單元上SS檢測的定時參考。此外，由LF服務(wù)的UE可以要求HF參考信號的更動態(tài)的ON-OFF或通過LF保留HF資源，這減少了HF信號污染和測量工作，并且還節(jié)省了功率并減少了接入延遲。

LF輔助HF操作可以在RAB建立消息之后執(zhí)行，并且也可以在RRC連接建立過程中執(zhí)行。例如，UE在RRC連接請求消息中發(fā)送HF小區(qū)的測量結(jié)果，然后網(wǎng)絡(luò)可以在RRC建立消息中一起建立LF鏈路和HF鏈路，以減少信令開銷（例如，HF小區(qū)的測試和添加消息），或者網(wǎng)絡(luò)可以重定向UE在HF小區(qū)中建立RRC連接，以減少LF小區(qū)的開銷。

對于高頻上的高速數(shù)據(jù)傳輸，CSI（信道狀態(tài)信息）和ACK/NACK至關(guān)重要，這需要更高的可靠性和更快的響應(yīng)。此外，CSI和ACK/NACK通常尺寸較小，這使得它們在模擬/混合波束賦形的高頻上發(fā)送效率較低。如果給定LF和HF TRP/gNB之間的理想回程和可能分離的MAC，例如，可以在LF PUCCH上進行HF數(shù)據(jù)信道的CSI和ACK/NACK的傳輸，這不僅增加了可靠性，而且提高了傳輸效率。同時，可以通過主小區(qū)和次小區(qū)之間的理想回程來緩解潛在的較高反饋延遲。由于LF具有更高的可靠性，因此可以考慮跨載波調(diào)度。

由于UE的移動或環(huán)境的變化（例如，汽車移動），UE可能處于極大地降低信號強度的阻塞區(qū)域。在這種情況下，UE可以切換到具有波束切換的另一服務(wù)TRP集合，或者執(zhí)行到另一小區(qū)/TRP的切換。然而，由于信號下降非常迅速，并且波束重新對準可能需要時間，因此UE可能無法及時沿HF發(fā)送或接收任何測量報告和切換信令。在低頻率的幫助下，可以在低頻率上發(fā)送與小區(qū)/波束修改相關(guān)的測量報告和信令，從而解決問題。