随着无线通信的日益发展,人们对于网络信息和各种网络应用的需求越来越高,3G系统所提供的移动数据通信速率也已经在一些应用中显得捉襟见肘。3GPP研究提出的LTE(Long Term Evolution)通信协议是对第三代移动通信技术的演进,也是目前研究最多最成熟且应用前景最广的一种无线接入技术,日标是在20MHz带宽的条件下能够达到下行100Mbps和上行50Mbps的峰值速率。由于蜂窝网的业务负载能力有限,使海量移动终端成功接入将成为重点。为了提高基于femtocell超小型家用基站的随机接入的效率,研究设计了适应协议栈整体结构的随机接入模块。随机接入技术作为LTE通信系统中媒体接入控制(MAC)的一项关键技术。随机接入是用户终端接入网络的必经之路,其性能的优劣直接关系到整个系统性能的好坏。为了满足LTE系统在系统容量和时延方面上的特殊要求,对随机接入的研究成为了LTE系统研究的重点之一。如何解决用户接入碰撞问题和降低用户接入时延问题是LTE随机接入研究中的主要关注点。本文重点研究了LTE系统随机接入技术,详细讨论了在LTE系统中各种不同类型的随机接入方式。整个协议栈在LINUX环境下进行研发、相关测试以及联调,系统联调测试结果显示协议栈运行情况良好。本论文首先介绍了LTE技术、其空中接口协议栈的基本架构以及各种随机接入方式的实现原理,接着系统的闸述了该方案的模块设计组成,算法设计和实现,最后给出了该方案的改进前景和未来研究方向。