作为无线通信应用技术的主流,LTE-A系统在大容量、大连接的场景中应用的越来越广泛,针对移动通信系统的测试方案也种类繁多。目前,国际通信厂商掌握着高端测试仪表的绝大部分市场份额,而国内的测试设备少且功能不齐全,与高端测试仪表之间存在较大差距,因此,亟需设计一款满足网络测试需求的新型无线网络分析和优化仪表。本文首先基于LTE-A协议标准和LTE-A空口监测分析仪的需求分析,在物理层基带信号方案的小区同步模块中引入频域分段重叠相关算法,并设计一种同步方案;其次对小区同步和系统消息解析模块进行FPGA硬件设计;最后借助Vivado仿真平台进行功能仿真测试及性能分析。本文主要研究内容如下:1.本文深入研究基带信号处理方案中的同步模块。首先研究了小区搜索中同步信号检测算法;然后进一步对比分析了工程应用中常用的几种检测算法性能;最后根据课题需求分析提出频域分段重叠相关算法并应用于设计的同步方案中。仿真结果表明,同步方案的三个阶段都有很明显的峰值,且均得到了正确的小区信息。2.基于对同步方案和系统消息解析方案的研究,本文按照自上而下的设计思想,完成了顶层模块的整体方案构造及各子模块的结构设计,并重点阐述了同步信号检测模块的FPGA设计。同步方案采用的先处理后存储方法,相比于先存储后处理方法大大降低了存储空间。3.本文借助Vivado仿真平台对同步模块和系统消息解析模块进行功能仿真测试。结果表明,同步模块的结果与MATLAB仿真结果一致,消耗时间1.707ms,且各项资源占用率均在13%以下;之后进行整机测试,并通过信通院检验测试,从而验证了方案的正确性与有效性,满足应用需求。本文的探索和研究成果为5G蜂窝移动通信的研究提供了理论支撑和有效的技术方案,也为研发5G空口监测分析仪奠定基础。