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第五代移动通信(5th Generation Mobile Communication,5G)终端模拟器应用随机接入、多天线等技术融合能够满足用户对网络体验速率、端到端时延等网络性能需求。移动通信过程中移动终端用户(User Equipment,UE)与基站(generation Node B,g NB)建立通信的第一步即为随机接入前导信号检测,其检测性能直接影响通信系统的性能指标及用户体验。因此,设计一种高性能的随机接入前导信号检测方案尤为重要。本论文依据重庆市科技计划项目“5G终端模拟设备的研发及应用”的开发需求,研究5G终端模拟器接收端随机接入前导信号检测技术并给出现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现方案。重点解决了前导信号检测过程中计算复杂度、前导检测成功率及计算时延等问题,为提高前导信号整体检测性能,本文提出了一种改进型随机接入前导信号检测设计方案,其主要研究内容如下:1.针对物理随机接入信道(Physical Random Access Channel,PRACH)前导信号接收部分,重点研究了时域多级降采样滤波算法。该算法通过加入抗混叠滤波、降低单级滤波阶数,提高了解析前导信号准确率、降低了FPGA实现难度。针对PRACH前导检测部分,提出了多窗滑动峰值检测算法,通过设置不同窗长进行滑动峰值检测,提高了峰值检测成功率。最后通过MATLAB对PRACH整体链路性能进行仿真,本文方案所需信噪比优于传统型设计方案1d B以上。2.根据FPGA面向结构化的设计方法进行PRACH接收端各模块的结构设计,重点分析了PRACH前导信号接收方案中频谱搬移、多级降采样滤波、频域相关检测模块及PRACH峰值检测设计方案中多天线等增益合并、时域滑动均值滤波和多窗滑动峰值检测模块的实现过程;最后编写模块测试案例,结合Model Sim仿真,验证了该整体设计方案的有效性。3.通过Vivado集成设计环境进行PRACH前导信号检测设计方案的布局布线,利用Vivado数据抓取功能获取数据,进行基带板接口测试与硬件资源占用分析,进而验证结果的可行性。