5G NR（新空口）中灵活帧结构对时延敏感业务的支持能力评估

黄忠源 （ 中国移动通信集团广西有限公司防城港分公司 ）

https://doi.org/10.37155/2717-5170-0802-27

Abstract

随着工业互联网、车联网、远程医疗和增强现实/虚拟现实（AR/VR）等新兴应用场景的快速发展，通 信系统对端到端时延提出了前所未有的严苛要求。第五代移动通信系统（5G）通过引入新空口（New Radio, NR）技 术，旨在满足增强型移动宽带（eMBB）、超可靠低时延通信（URLLC）和海量机器类通信（mMTC）三大核心场景 的需求。其中，URLLC场景对时延的要求通常低于1毫秒，这对传统固定帧结构的4G LTE系统构成了巨大挑战。为 此，3GPP在5G NR标准中引入了灵活帧结构（Flexible Frame Structure）机制，通过动态调整上下行时隙配比、符号级 调度粒度以及自包含子帧（Self-Contained Subframe）等关键技术，显著提升了系统对时延敏感业务的支持能力。本文 系统性地分析了5GNR灵活帧结构的技术原理，构建了面向URLLC业务的时延模型，并通过仿真实验定量评估了不同 帧结构配置下端到端时延性能。研究结果表明，采用高比例上行或下行专用时隙、缩短传输时间间隔（TTI）至单个 OFDM符号级别，并结合免授权调度（Grant-Free）机制，可将用户面时延有效控制在1毫秒以内。同时，本文也探讨 了灵活帧结构在实际部署中面临的干扰协调、资源碎片化和调度复杂度等挑战，并对未来6G系统中的进一步优化方向 进行了展望。

Keywords

5GNR；灵活帧结构；URLLC；时延敏感业务；自包含子帧；免授权调度；端到端时延

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