LTE作为3GPP组织提出的在未来10年内向4G通信系统迈进的通信制式,采用了多种新技术,如OFDM、MIMO及链路自适应等,旨在提高数据传输速率,降低系统时延,增大系统容量和覆盖范围,降低运营成本。小区搜索是移动通信系统中非常关键的步骤,是终端与基站建立通信链路的前提。无论是终端在服务小区中初始上电,或在通信过程中进行小区切换,都需要通过小区搜索过程和基站建立连接。小区搜索过程主要是为了使终端和所在小区取得时间同步及频率同步,同时获得小区ID号,系统带宽及其他小区广播信息。本文首先简要介绍了LTE物理层标准及关键技术,着重介绍了OFDM技术及无线信道特征。而后以此为基础,针对发射端同步信号的设计,分析同步信道结构及同步序列选择,得出评估结论并给出相应仿真结果。由于LTE系统以OFDM技术为基础,因此存在和OFDM系统相同的对频率偏差敏感的特点,终端需要检测帧起始位置及对频偏值进行估计。对于此,在接收端设计定时算法及频偏估计算法,并给出相应仿真结果。近年来,我国高速铁路及轨道交通取得了举世瞩目的建设成就。对于高速铁路无线通信来说,主要的难点是由于高速移动带来的快速多普勒变化。最后本文针对高速铁路特殊场景,提出相应的小区搜索算法。