5G是在LTE系统基础上研发的下一代移动通信技术,将实现热点高容量场景、低功耗大连接场景、低时延高可靠场景和连续广覆盖场景等多种场景下系统频谱效率和接入能力的显著提升,以满足人们面向未来的各种区域场景中的用户体验。随着高铁移动速度变得越来越快,高速场景下以及超高速场景下随机接入技术的研究也成为通信领域的一大热点,随机接入是用户终端与无线网络建立连接的第一步,对提高系统性能起着非常关键的作用。设计性能更优,效率高效的检测算法才能满足用户对于高质量通信的需求。针对5G新空口中随机接入的相关问题,本文主要研究内容如下:首先,对随机接入解调算法和序列相关算法进行研究,通过仿真对比算法的复杂度和性能优劣,找到性能更优的算法方案。研究了低速场景下的检测算法,包括噪声功率的估计,峰值功率的计算和多天线功率合并算法,给出所提出的方案的复杂度对比及性能分析和结论。其次,本文重点研究了高速场景下以及超高速场景下随机接入前导码的检测算法。对于高速场景,存在的多普勒频偏小于一倍子载波间隔1.25kHz的情况下,论文基于频偏引起的相关峰值功率偏移的特点,对峰值检测算法进行了改进,提出了一种基于噪声功率估计的二次阈值判决算法,该算法可以有效解决高信噪比情况下伪峰引起的虚警概率偏高的问题。对于超高速场景,存在的多普勒频偏将大于一倍子载波间隔1.25kHz的情况下,提出了一种5G新空口中新限制集前导码的检测算法,该算法根据新限制集频率偏移导致功率弥散的特点,采用五个检测窗口对随机接入前导序列进行联合检测,新算法可以有效的规避大多普勒频偏对随机接入前导序列检测带来的影响,为超高速场景下的随机接入前导码的检测提供了有效的方案支持。最后,使用Matlab仿真工具搭建物理层链路仿真平台,在仿真平台上对高速场景下及超高速场景下随机接入前导码的检测算法进行仿真验证。仿真结果表明,本文提出的检测算法在多普勒频偏为一倍单位子载波间隔内(频偏小于1.25KHz)比已有检测算法性能更优。当更大的多普勒频偏(频偏大于1.25kHz小于2.5kHz)存在情况下,已有检测算法将不能满足检测性能的要求,而本文所提出的前导序列检测算法仍然能够有效的检测出前导序列,验证了本文所提算法的可靠性。