小区检测在移动通信中有着至关重要的作用,是移动通信系统建立数据链路的第一步。本论文针对某特殊应用场景下的工程需求,实现GSM、WCDMA以及LTE这三种制式的小区检测一体化设备,包含小区搜索系统同步以及下行广播信道解析。考虑到对设备小型化、集中化的要求,本文基于Xilinx的ZYNQ平台,在单个板卡上实现多模系统的小区检测。首先,本文对GSM系统的小区检测进行了研究和实现。针对传统相位差同步算法在低信噪比情况下检测性能不佳的问题,本文提出了基于双阈值的优化算法,仿真结果表明所提算法有效提高了小区搜索粗同步的性能。在完成GSM系统同步后,为了进一步获得所需的系统广播消息,本文设计与实现了接收数据的广播信道解调与译码。其次,本文对WCDMA系统的小区检测进行了研究和实现。针对现有主扰码同步算法占用过多存储空间的问题,本文提出了基于两次门限判决的优化算法,仿真结果表明所提算法在保证了检测性能的前提下,降低了所需存储空间。在完成WCDMA系统同步后,为了进一步获得所需的系统广播消息,本文设计与实现了接收数据的广播信道解调与译码。另外,针对WCDMA同频多小区情况下主同步算法不易识别其他小区的问题,本文设计与实现了通过抵消同步信道进行同频多小区检测的方法。最后,结合项目组其他成员在LTE系统小区检测方面的工作,本文完成了基于ZYNQ平台的多模小区检测一体化架构设计与流程优化。通过对处理系统(PS)和可编程逻辑(PL)两者互联接口的开发和PL端重要模块的FPGA设计,完成了基于FPGA-ARM架构的多模系统小区检测。基于手机端的软件实际测试,表明了本文所开发的硬件板卡具有良好的检测性能以及实用价值,实现了小区检测一体化设备的开发目的。