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为满足未来移动互联网业务和移动物联网业务对移动通信技术的要求,3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)在2016年启动了面向5G新空口的关键技术的标准化工作。随机接入技术作为面向5G新空口的初始接入技术中的重要组成部分,用于实现UE(User Equipment,用户设备)和gNB(gNodeB,基站)的上行同步和上行资源调度,直接关系到整个5G系统的性能。本文研究了面向5G新空口的随机接入技术中的前导信号设计及前导容量增强方法,主要工作与创新点包括三个方面,总结如下:1.搭建 了面向 5G 新空 口的 PRACH(Physical Random Access Channel,物理随机接入信道)物理层仿真平台。通过跟踪3GPPR15中与面向5G新空口的PRACH相关的标准提案,实现了低频场景和高频场景在CDL-C(Cluster Delay Line-C,簇延迟线-C)信道下前导.序列的发送及检测过程,为后续评估不同前导信号设计的仿真性能奠定了基础。2.进行了面向5G新空口的前导信号性能仿真评估研究。基于PRACH物理层仿真平台比较了在低频场景和高频场景下3GPP R15中不同前导格式、不同前导序列和不同前导序列长度的仿真性能,给出了面向5G新空口的前导信号设计方案的建议。3.针对5G新空口的前导容量面临的挑战,设计了一种基于交织的前导容量增强方法。该方法通过设计发送端交织器和接收端解交织器,依据在收发端交织器与解交织器相匹配时可检测出前导序列而反之则不能的性质,实现了一个前导序列被多个用户复用,从而增强了.前导容量。该方法相较于3GPPR15中提出的前导容量增强方法,不受限于前导信号的设计方案,当前导序列长度为N时,理论上可以实现1个前导序列最多被N!个用户复用,且该方法便于结合其他前导容量增强方法,进一步增强前导容量。本文为面向5G新空口的前导信号设计的标准化制定提供了支撑,同时针对5G新空口的前导容量面临的挑战,提出了一种有效的前导容量增强方法,从而促进了5G系统的商用部署。