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LTE是3GPP组织提出的向4G移动通信演进的3.9G标准,该标准通过采用OFDMA、MIMO等多种先进技术使其数据传输速率较3G移动系统有较大的提高,下行理论速率可达100兆比特/秒,上行理论速率可达50兆比特／秒,同时能够为350km/h高速移动用户提供大于100kbps的接入服务。而在全球推进LTE商用网络建设的同时,我国高铁建设迅猛发展,因此对移动通信在高铁中的应用要求大为提高。LTE系统中PRACH作为非同步UE和LTE上行无线接入的接口,在LTE系统上行同步中扮演着关键角色。UE只有当其上行传输时间同步后,才能被调度,从而进行上行数据传输。对于LTE物理层参数来讲,即使达到350km/h甚至500km/h,网络的链接依然能够维持,但当移动速度大于250km/h时,是一种比较特殊的场景,比如高铁环境,因此研究新的信道模型和接入方案有很大的意义。本文的研究结合实际项目,根据3GPP物理层相关协议,以提高LTE随机接入信道在高速环境中的接入性能为目标,主要从事了如下几个方面的工作：(1)在LTE原理和协议的基础上,实现了PRACH的物理层链路仿真,链路的模块主要包括发送端序列的产生、长度的转换、时频资源的调度以及接收端的接入资源的提取、延时功率谱的计算、阈值设定和最后的加窗检测、参数的计算；(2)根据LTE协议建立了高铁信道模型,作用于LTE随机接入信道链路,深入研究和分析高速信道模型对随机接入性能的影响,并进行了仿真实验。(3)针对这些影响,提出了新的阈值设定算法对抗高铁信道的快速衰落,以及一种控制接入序列循环移位的算法减小频率偏移对检测的影响,并进行了仿真实验,验证了算法的有效性。