3G演进带来了第三代移动通信之后新一轮技术发展的机遇与挑战，目前正作为一项重要的内容在国际标准化组织内开展工作。为了抓住这一轮技术发展的机遇，提高在国际通信领域的地位，我国也投入了很大的力量。本文主要针对长期演进发展(LTE)系统的随机接入技术进行研究和仿真。第一章主要叙述与本文相关的课题背景，我国进行LTE研究的重要性，同时介绍了随机接入中ALOHA技术原理，以及简要介绍了WCDMA当中是如何实现随机接入的。第二章中主要介绍了LTE当中随机接入的一些概念，从广义上介绍了随机接入的接入过程，还谈到了随机接入的目的以及分类，同步随机接入和非同步随机接入两种方式下的异同。第三章是本文的重点，从物理层进行分析，采用具有GCL(General chirp-like)序列作为随机接入信道(RACH)的前导码，并加上了循环后缀，该结构能够有效利用GCL序列良好的周期相关特性提高检测性能。提出了一种基于相关窗内峰均比检测的前导码检测算法；针对该算法设计了固定阈值，分析了虚警和漏检概率；分析了该算法通过简单修正作为碰撞检测和信道估计方法的可行性；分析和仿真结果证明这种前导码和相应的检测算法具有良好的性能。采用交织多址(IDMA)作为单步随机接入资源请求数据部分的多址接入方式，设计了一种异步IDMA接收机，保证在较多用户接入时数据部分仍能够可靠检测；在数据段加入若干附加比特作为随机标识的一部分，在数据部分可靠检测的条件下能够大大降低碰撞概率。第四章主要讲了同步随机接入过程，设计了GCL前导码，并采用新的检测算法用来提高系统的漏检性能和检测性能，在AWGN信道下做了相应的仿真分析，通过仿真证明设计的前导码序列可以很好的用于系统的随机接入。