第五代移动通信技术（5G）采用了全新的频谱方案和灵活的帧结构设计，极大地丰富了移动终端时频资源分配机制，以一套高灵活的空口设计应对不同业务场景对时延、带宽的需求。在安全机制方面，5G 鉴权认证采用非对称密钥密码体制，有效地解决了前代通信系统存在的用户身份信息泄漏的问题。灵活的空口设计和严格的鉴权认证机制使得空口信号分析方案复杂度大大增加，难以满足实际应用的需求。
　　论文以RRC层的信令交互为切入点，提出5G独立组网下被动式的空口信号分析原理方案。方案利用寻呼信道缺乏完整性保护的特性，通过对小区寻呼消息的分析获取临时身份标识TMSI；利用基于竞争的随机接入过程中信令以明文传输的特性，建立TMSI与C-RNTI的映射表；利用额外BWPs配置属于小区级配置的特点，为方案提供了完整的PDCCH信道配置。通过建立TMSI、C-RNTI以及PDCCH监测时机的三元映射关系，根据目标的TMSI可获取被分配的上行信号资源。后续工作可以利用上行信号分析设备提取目标终端的上行参考信号，为测向、定位等工作提供支持。
　　由于被动式方案的特殊性，方案要求第三方无线电设备能够快速地完成下行同步以保障研究任务的开展。根据5G同步信道与广播信道的新特性，论文从传统的LTE下行同步算法出发，研究了5G下行同步算法。通过改进本地PSS序列、引入非相干积累提升算法在低信噪比下的检测性能；利用联合粗频偏估计与残留频偏估计的新方案提升频偏估计性能。在基于Matlab仿真软件建立的5G下行链路级仿真平台上，改进后的下行同步算法在大频偏和低信噪比的TDL-C以及AWGN信道下都有着稳定的性能表现。