在NR的設(shè)計(jì)之初，針對(duì)子載波間隔其實(shí)是給出了幾種方案進(jìn)行討論：
①子載波間隔值為15 kHz子載波間隔（即，基于LTE的numerology）；
②子載波間隔值為17.5 kHz子載波間隔，具有統(tǒng)一符號(hào)持續(xù)時(shí)間，包括CP長(zhǎng)度；
③子載波間隔值為17.06 kHz子載波間隔，具有統(tǒng)一符號(hào)持續(xù)時(shí)間，包括CP長(zhǎng)度；
④子載波間隔值21.33 kHz
三星公司針對(duì)四種子載波間隔進(jìn)行了對(duì)比。
OFDM的子載波間隔需要考慮多種要求，例如低復(fù)雜度、低CP開(kāi)銷(xiāo)和抗多普勒擴(kuò)展的魯棒性。雖然這四種方案都能在一定程度上滿足這些要求，但也存在差異。在下表中，對(duì)系統(tǒng)帶寬為20MHz的四種備選方案進(jìn)行了數(shù)值比較。
雖然表1中沒(méi)有說(shuō)明詳細(xì)的數(shù)據(jù)，但仍可以總結(jié)如下：
方案1：numerology基本上是LTE numerology的再利用。CP長(zhǎng)度可以修改，而不改變子載波間距。
方案2：numerology為每TTI維護(hù)2m個(gè)OFDM符號(hào)（例如：0.5毫秒或1毫秒）。CP長(zhǎng)度和子載波間距耦合在一起。換句話說(shuō)，為了增加CP長(zhǎng)度，需要減小子載波間距。
方案3和4：這些備選方案構(gòu)成了NR numerology的單一提案。方案3是針對(duì)典型用例設(shè)計(jì)的，而方案4則針對(duì)需要更大CP長(zhǎng)度的部署場(chǎng)景設(shè)計(jì)。
方案1基于LTE numerology，具有線性縮放子載波間隔和相關(guān)參數(shù)的選項(xiàng)。因此，方案1的采樣率與LTE相同，或者可以通過(guò)乘以整數(shù)值來(lái)獲得?？紤]到部署早期階段的大多數(shù)NR終端將支持LTE和NR，這一特性是有益的。另一個(gè)需要考慮的方面是LTE NR共存的情況下的OFDM符號(hào)持續(xù)時(shí)間。在方案1中，NR numerology是通過(guò)將15kHz乘以整數(shù)N導(dǎo)出的。子載波間距的整數(shù)縮放的結(jié)果是LTE的1/N的OFDM符號(hào)持續(xù)時(shí)間。換句話說(shuō)，如果NR設(shè)計(jì)為15N kHz的子載波間距，N個(gè)OFDM符號(hào)將占用與1 LTE OFDM符號(hào)相同的時(shí)間持續(xù)時(shí)間。圖1顯示了N=1（15 kHz）和N=2（30 kHz）的時(shí)序關(guān)系。
設(shè)計(jì)NR numerology，使其符號(hào)定時(shí)與LTE很好地對(duì)齊，這有利于LTE NR共存。LTE NR共存是指LTE和NR使用公共頻譜的情況。根據(jù)LTE和NR系統(tǒng)的負(fù)載，無(wú)線資源可以分配給LTE、NR或兩者。例如，如果沒(méi)有下行LTE業(yè)務(wù)，則可以在LTE配置MBSFN子幀的情況下的資源進(jìn)行NR下行傳輸。在這種情況下，NR下行傳輸可以由第2或第3個(gè)LTE OFDM符號(hào)進(jìn)行，因?yàn)長(zhǎng)TE仍將使用第一個(gè)或兩個(gè)OFDM符號(hào)用于DCI傳輸，例如上行授予調(diào)度上行傳輸、PHICH或CRS。即使符號(hào)定時(shí)沒(méi)有圖1中那樣對(duì)齊，也可以支持LTE NR共存。然而，在這種情況下，由于符號(hào)定時(shí)不對(duì)齊，資源效率將受到不利影響。
方案2利用17.5 kHz的子載波間距。偏離LTE的15kHz的動(dòng)機(jī)是保持2m OFDM符號(hào)/TTI。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，子載波間距和CP長(zhǎng)度耦合在一起。簡(jiǎn)單地說(shuō)，為了使CP長(zhǎng)度翻倍，子載波間距必須減半。但是，維護(hù)每個(gè)TTI的2m個(gè)OFDM符號(hào)有一些好處，但是，這不應(yīng)該是設(shè)計(jì)NR numerology的最終目標(biāo)，并且在考慮與LTE共存時(shí)可能存在一些缺點(diǎn)，例如，eNB處的干擾消除。需要進(jìn)一步考慮的一點(diǎn)是，需要將子載波間距與CP長(zhǎng)度耦合。例如，垂直（如廣播）可能需要支持更寬的子載波間距和較大的CP長(zhǎng)度。為了為高多普勒終端提供魯棒性，需要更寬的子載波間隔，而從多個(gè)站點(diǎn)發(fā)送SFN需要更大的CP長(zhǎng)度。方案2不能同時(shí)滿足這兩個(gè)要求。
方案3和4是一個(gè)單一方案，旨在解決正常CP長(zhǎng)度和擴(kuò)展CP長(zhǎng)度的需要。這兩種替代方案都與方案2非常相似，因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)計(jì)目的是維護(hù)2m OFDM符號(hào)/TTI。一個(gè)不同之處是，為實(shí)現(xiàn)更大的CP長(zhǎng)度而采取的方法。與減少子載波間隔以實(shí)現(xiàn)更大CP長(zhǎng)度的方案2不同，方案4利用較大的子載波間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)相同的目標(biāo)。與方案2類(lèi)似，符號(hào)定時(shí)與LTE不一致，導(dǎo)致LTE NR共存的資源效率低下。方案3和4的另一個(gè)缺點(diǎn)是，必須實(shí)現(xiàn)17.06kHz和21.33 kHz的基于多子載波間隔，以支持更大的CP持續(xù)時(shí)間。
在子載波間隔值（15、17.5、17.06、21.33 kHz）的四種方案中，感覺(jué)方案1更好，子載波間隔值為15kHz是基于LTE的numerology。方案1在LTE和NR之間的共存或互通方面是有利的。另一方面，對(duì)于子載波間隔的可伸縮性，方案2（即fsc=f0*M）由于其靈活性而更受青睞。
以15kHz子載波間隔為基準(zhǔn)，下一個(gè)問(wèn)題是，可伸縮numerology應(yīng)包括哪些其他值。答案取決于用例、操作頻帶、部署場(chǎng)景等。
首先，大于15kHz的子載波間隔對(duì)高速UE而產(chǎn)生的較大多普勒擴(kuò)展有幫助。此外，從更寬的子載波間隔中短的符號(hào)持續(xù)時(shí)間將是實(shí)現(xiàn)低時(shí)延需求的一種方法，即通過(guò)在縮短的TTI中保留符號(hào)的數(shù)量。
從多普勒角度看，根據(jù)高速列車(chē)（HST）方案的評(píng)價(jià)假設(shè)，15kHz和30KHz子載波間隔（4GHz載波頻率和500km/h移動(dòng)速度）下，最大多普勒頻率和子載波間隔的比值分別為12.35%和6.17%。注意，在LTE HST場(chǎng)景中，LTE子載波間隔（15 kHz）時(shí)，比率為8.93%。在這方面，30kHz子載波間隔似乎是合理的選擇，它保持可伸縮的numerology，并且不影響性能。
其次，為了支持更高的頻譜，例如，為了解決相位噪聲以及多普勒擴(kuò)頻，需要比15kHz寬得多的子載波間隔。在相位噪聲方面，75kHz子載波間距適合于30GHz頻帶左右。由于NR的頻率范圍太寬（高達(dá)100GHz），因此還希望分割和優(yōu)化特定頻率范圍，例如，4GHz、30GHz和70GHz。
第三，可能需要小于15kHz的子載波間距來(lái)支持用于大規(guī)模連接的mMTC或?qū)τ谳^大站間距的CP較長(zhǎng)的eMBMS。mMTC的候選子載波間隔值為3.75kHz，NB-IoT已經(jīng)引入該值。對(duì)于eMBMS，也可以考慮7.5 kHz的子載波間距（并且該選項(xiàng)已在LTE L1規(guī)范中可用）。
對(duì)于eMBB，可以通過(guò)大量的資源調(diào)配來(lái)支持更高的數(shù)據(jù)速率。為了滿足目標(biāo)峰值數(shù)據(jù)速率，下行20Gbps，上行10Gbps，需要保證足夠大的帶寬支持。根據(jù)協(xié)議，支持至少一個(gè)numerology的不小于80Mhz的最大分量載波帶寬。還可以通過(guò)載波聚合來(lái)擴(kuò)展帶寬。盡管就頻譜可用性而言，高頻段比低頻段更有利，但通過(guò)頻譜重耕和新的頻譜分配，仍有機(jī)會(huì)在低頻進(jìn)行大規(guī)模頻譜分配。因此，需要考慮大于20Mhz的最大分量載波帶寬，而不限于更高的頻帶。
CP長(zhǎng)度從15khz子載波間隔的長(zhǎng)度縮放（即：基于LTE的numerology）。還支持?jǐn)U展CP，例如，使MBSFN能夠從多個(gè)小區(qū)傳輸。如LTE中一樣，每個(gè)numerology集支持正常CP和擴(kuò)展CP，以便應(yīng)付各種部署場(chǎng)景，即無(wú)論正常CP還是擴(kuò)展CP，每個(gè)numerology集的子載波間隔保持不變。
低時(shí)延要求是URLLC的一個(gè)關(guān)鍵特性，用戶面時(shí)延的目標(biāo)是上行為0.5ms，下行為0.5ms。對(duì)于eMBB，用戶面時(shí)延的目標(biāo)是上行為4ms，下行為4ms。這就需要短TTI的引入，即小于1ms。理解到子幀定義物理信道/信號(hào)的資源映射，15khz子載波間隔的1ms子幀長(zhǎng)度可被認(rèn)為是LTE中的。然后，子幀長(zhǎng)度隨著縮放因子M的增大而縮小，同時(shí)保持子幀內(nèi)的符號(hào)數(shù)目恒定。
基于上述理解，表2總結(jié)了建議的numerology集，包括正常CP和擴(kuò)展CP。如上所述，對(duì)于特定用例和工作頻帶，可以額外考慮更窄的子載波間隔（<15 kHz）和更寬的子載波間隔（>75 kHz），例如3.75 kHz（M=1/4）和150 kHz（M=10）。
