为了保持3G在十年内的竞争力,3GPP组织在2004年底通过了3G长期演进计划(Long TermEvolution,简称LTE)。LTE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,同时降低运营成本。随机接入技术是移动通信系统中的一项关键技术,其性能优劣将会直接影响到整个LTE系统性能的好坏,LTE系统在系统容量和时延方面上都有着比较特殊的要求,所以随机接入的研究就成为了LTE系统的研究重点之一本论文主要讨论了LTE中的随机接入的理论和设计。在LTE系统中,随机接入主要是用于上行定时同步校正,用户功率调整和申请用户资源。本论文通过对3GPP LTE随机接入相关协议标准的详细研究,介绍了和随机接入过程相关的物理信道,从分析随机接入过程流程入手,阐述了随机接入过程的状态转移过程,重点研究随机接入过程中UE端所涉及的数据处理、流程控制、异常处理等,并针对物理层与上层协议栈之间的接口进行了设计。随机接入信道是一个基于竞争的上行信道,竞争机制是随机接入信道的最基本最明显的特征,多个用户设备(UE)可以同时尝试接入,并有可能导致碰撞。在随机接入退避算法的研究中,论文分析了几种常见的退避算法,包括均匀退避算法(Uniform Back off,UB).二进制指数退避算法(Binary Exponential Back off,BEB).倍数增加线性减少退避算法(Multiplicative Increase and Linear Decrease,MILD),在讨论退避算法在LTE中应用形式的基础上,选择了最优接入控制算法进行详细介绍,它是基于理想条件下的接入控制算法,是其他算法性能的理论上限,能够达到系统最大的吞吐率和最小的时延。然后在此基础上通过对于信道状态的判断估计,引入了一种适合应用于LTE系统中的退避算法(伪贝叶斯算法),并通过仿真分析了其在时延和吞吐率方面的性能。最后提出了一种随机信道划分方法,使得最优接入控制算法的使用条件得到近似满足,并对这种划分方法进行了仿真对比,结果表明,采用该方法的系统在平均时延、吞吐率方面均有提高,适用于对接入时延有着高要求的接入系统。