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无线互联网的蓬勃发展、智能手机的全面普及以及移动通讯用户数量的急剧增加,使现有3G(第三代移动通信技术,The3rd Generation Telecommunication)网络越来越无法满足用户对更高速率数据业务的渴求,于是LTE(长期演进,Long Term Evolution)技术应运而生。LTE的出现给无线通信市场带了新的前景,其时延低、传输速率高、频谱可配置、移动性能好等诸多优点广泛的受到了世界范围内大多数运营商的垂青。本论文主要针对LTE的FDD(频分双工,Frequency Division Duplex)模式的随机接入过程进行了深入研究。首先分析介绍了LTE技术产生的背景、LTE系统的需求以及LTE的技术优势。随后概述了随机接入的概念、随机接入的目的和以往通讯制式随机接入的原理,并详细说明了LTE随机接入的分类和用途。紧接着对应LTE-FDD的PRACH(物理随机接入信道,Physical random access channel)发射端详细阐述了其随机接入信号的产生过程；对应于LTE-FDD面临的多径衰落信道条件设计出了逼真的用于LTE信号传输的瑞利衰落信道模型；针对于LTE-FDD PRACH的接收端,分析了如何对前导序列进行接收和检测,尤其对受到多普勒频移影响而产生的“伪峰”信号提出了合理的处理办法,同时对峰值检测的固定门限方法进行了改进,提出了半动态的门限检测算法。除了上述贡献,针对发射、信道和接收三个部分在MATLAB(矩阵实验室,matrix laboratory)环境下设计出整个系统模型,此模型严格的符合3GPP(第三代合作伙伴项目,the3rd Generation Partnership Project)对LTE-FDD的定义,且各系统参数可自由配置。论文最后在此模型的基础上按照LTE-FDD的测试要求,采用不同的配置参数对PRACH系统进行了最全面的仿真,验证了信号产生模块、信道设计以及接收检测模块的可靠性,同时还仿真对比了半动态门限检测算法与固定门限方法的性能。结果表明,所设计的LTE-FDD PRACH的仿真模型,尤其其中的瑞利衰落信道模型,对现实中eNB(演进型节点B,Evolved Node B)基站的设计有着非常重要的指导意义,能够有效的缩短设计和调试周期；同时半动态门限检测算法能够有效的提高PRACH信号的检测性能。