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伴随着移动互联网、物联网的迅速发展,诞生了许多新兴业务。为满足新兴业务的新需求,第五代移动通信(Fifth Generation,5G)系统的研究拉开帷幕。5G系统具有低时延、高传输速率和高可靠性的特点,满足许多新兴业务的需求,如自动驾驶、虚拟现实等。其中,自动驾驶是低时延高可靠场景中的典型应用,长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统已不能满足端到端时延的要求,需研究5G系统中的低时延技术以降低端到端时延,保证车辆间信息交互的实时性。本文首先定义端到端时延并介绍其评估方式,然后对5G低时延相关技术进行研究,最后提出一种面向自动驾驶的低时延技术方案。该技术方案主要基于网络架构和空中接口两方面来设计,并搭建实验平台进行测试和验证。具体的研究内容如下:(1)从网络架构上看,主要是基于LTE网络的改进。改进分为两方面:一方面是将分组核心演进(Evolved Packet Core,EPC)与演进型基站(Evolved Node Base,eNB)融合,使EPC功能下沉;另一方面,车载设备利用设备对设备(Device to Device,D2D)技术能够迅速发现临近的车辆并直接通信。基于EPC功能下沉和D2D技术提出了一种支持自动驾驶的5G新型网络架构。(2)从空中接口上看,主要通过以下设计进行更新:在帧结构中使用更小的传输时间间隔(Transmission Time Interval,TTI),子载波间距配置为60KHz,每个时隙中有7个连续符号;上、下行链路在时域上分别采用同步和异步两种混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest,HARQ)方式;采用基于多相网络的滤波器组多载波(Filter Bank Multicarrier,FBMC)技术;采用稀疏码分多址(Sparse Code Multiple Access,SCMA)作为多址接入方式,并把消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)映射到概率计算中作为多址接收方式。通过以上设计来更新空口,降低空口时延。(3)对文中的低时延技术方案进行组网实验,得到端到端时延的平均值为2ms。实验结果验证了该方案的可行性,且符合IMT-2020(5G)推进组提出的5G端到端时延的要求,与国内外研究结果相比具有一定的优势。