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更高的数据速率,更低的数据延迟一直都是无线通信系统演进的目标,也是第四代移动通信技术(4th Generation,4G)相对于上一代移动无线通信技术的显著优势。而与4G相比,第五代移动通信技术(5th Generation,5G)更是明确提出了要进一步增大用户数据峰值速率、减小空中接口时延。作为4G和5G之间的过渡阶段,长期演进技术升级版后续(Long Term Evolution-Advanced Pro,LTE-APro)的目标之一就是在4G的基础上进一步减小用户时延,增大系统吞吐量,为5G的到来做好铺垫。考虑到缩减用户时延可以提高无线资源的利用效率,提高控制信令的传输速度,减小呼叫设置或承载设置时间,而传输时间间隔(Transmission Time Interval,TTI)是用户传输时延的重要组成部分,本文提出了通过优化TTI来减小用户传输时延的方法。虽然第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)提出的各种预调度策略可以减小一部分时延,但是不能很好地兼顾效率问题,本文提出的通过优化TTI减小用户传输时延的方法就不存在效率问题,因此,本文的研究工作非常有必要。为了优化TTI,降低系统传输时延、提高系统吞吐量,本文主要做了两阶段的工作。第一阶段,在长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统中,TTI在时间长度上对应着一个子帧的长度,因此可以通过优化子帧结构的方法来优化TTI。在对物理层信道和信号做出适应性改进,保证后向兼容性的前提下,将LTE下行链路子帧长度从14个正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)符号分别缩减为7个OFDM符号和2个OFDM符号。并在静态控制开销的前提下,通过设置最大调度用户数目以及数据包大小等条件,进行了仿真分析,可得在信道条件良好时,子帧长度越短,即TTI越小,系统时延改善越明显。第二阶段的工作在动态控制开销的前提下展开,分为两部分。第一部分,通过设置数据包大小、慢启动阈值等条件,进行了仿真分析。在信道条件良好时,TTI越小,系统性能增益越大。但是由于TTI越小,对硬件的要求越高,对规范协议的改动越大,实现难度也越大。在第二部分工作中,为了兼顾系统性能与实现难度,即在子帧长度为7个OFDM符号的情况下实现最大的系统增益,本文又提出了优化上行链路接入时延和混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request,HARQ)肯定应答/否定应答(Acknowledgement/Non-acknowledgement,ACK/NACK)往返时延的方法。仿真证明,在采用此种方法后,子帧长度为7个OFDM符号时,以传统TII的系统性能作为参考量,对于系统低负载情况下的小区边缘用户和中心用户,系统时延可以减少45.6%和40.6%,优于没有采用此方法的子帧长度为2个OFDM符号的系统性能表现,兼顾了系统性能增益与实现难度。