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超可靠低延时通信（Ultra-reliable and low-latency communication,URLLC）作为5G的三大应用场景之一,被普遍认为是工业自动化、自动驾驶等新型应用的技术基础。URLLC对传输服务质量（Quality of Service,QoS）有非常严格的要求:用户面时延不超过1毫秒,32字节数据包的可靠性为110-5。根据5G的发展策略,5G发展到中期的主要承载业务是增强移动宽带（Enhanced Mobile Broadband,eMBB）和URLLC业务复用。基于URLLC数据包的到达特点,本文主要研究了用户基于竞争随机接入信道的资源预分配问题。1、URLLC上行链路（UpLink,UL）传输控制面资源预分配策略:对于UE初始接入信道的场景,在每一个随机接入机会（Random Access Opportunity,RAO）时,eMBB和URLLC用户基于竞争随机接入蜂窝系统,本文研究应如何保证URLLC用户控制面时延不超过10毫秒的要求。为了降低用户间发生冲突的概率,引入了纽曼-皮尔逊（Neyman-Pearson,N-P）准则对URLLC用户的传输状态进行分类,并对不同传输状态的URLLC用户设计不同的资源预分配策略。为了分析不同资源预分配策略的接入成功概率,建立了概率分析模型,并以控制面随机接入时延为优化指标,得到随机接入时延的非线性递推函数。为了探讨目标函数的性质,将随机接入时延转化为RAO的累积分布函数（Cumulative Distribution Function,CDF）。仿真结果表明,本文提出的资源预分配策略能够以95%左右的概率保证URLLC控制层的时延要求。通过仿真,还分析了eMBB用户数、URLLC用户数和前导码预留数等参数对系统性能的影响。2、URLLC业务UL传输用户面资源预分配策略:针对系统处于无线资源控制（Radio Resource Control,RRC）连接状态,eMBB和URLLC基于竞争随机接入时,研究如何通过合理的资源预分配方案,在满足URLLC的QoS约束下,优化系统性能。为了降低用户之间的碰撞概率,引入了时隙ALOHA协议,由于重传对于通信系统可靠性的改善并不明显,因此舍弃重传机制来保证UL传输毫秒级的时延。为了进一步降低通信时延,采用帧长为0.125毫秒的短帧进行数据传输。为了保证URLLC的QoS要求,设计了一种“两状态”传输模型,同时为了研究简单,假设所有信道的瞬时信道增益都大于门限值。最后,以URLLC用户的QoS需求为约束条件,以可接入的URLLC用户数为优化目标,设计资源预分配策略。仿真结果表明,本文提出的资源预分配策略优于传统资源预分配策略,为进一步降低用户间碰撞概率,还引入了分集传输技术。通过仿真,分析了数据包到达速率和分集次数对系统性能的影响。