5G新空口(New Radio,NR)是基于正交频分复用技术的全新空口设计标准,也是下一代移动通信移动技术的基础。这项技术将在不久的将来接替长期演进(Long Term Evolution,LTE),为人们的生活带来便利。5GNR的同步信道与广播信道(Physical Broadcast Channel,PBCH)的设计和LTE技术有很大的不同,NR中同步信道和PBCH组成同步广播资源块,资源映射的位置和生成方法完全不同于LTE。主同步信号和辅同步信号序列的长度都增加为LTE的2倍,这使得基于相关的同步算法复杂度翻倍。通常相关峰值的计算需要用到复数乘法器,会带来极大的硬件资源消耗。同时,由于PBCH有一部分映射到了辅同步信号子载波的两侧,并且PBCH的解调参考信号中携带了一部分系统参数,需要对整体流程进行调整和优化。基于NR同步信道和PBCH的最新设计,对其进行仿真研究可以为硬件实现提供参考。参考仿真结果进行FPGA实现,并进行设计上的优化,从而减少硬件资源消耗并且改善算法的时延,具有很高的实用价值。首先,本文搭建了NR下行同步和PBCH的仿真平台,仿真研究了下行同步的成功率和残留频偏,并对不同算法的结果进行对比。给出了解调参考信号的盲检测方法,并对盲检测误检率和PBCH误块率进行仿真。本文给出了4GHz载波场景下的仿真结果,并参考相关提案进行平台校准。针对同步算法硬件资源消耗过大的问题提出了低资源占用的主同步信号检测算法,并仿真评估算法的误检率和硬件资源消耗,为后续硬件实现提供参考。其次,本文以仿真平台的算法和流程为基础,对下行同步进行了FPGA实现。开发板采用Xilinx ZYNQ-7020芯片和射频AD9361,利用该开发板进行发端和收端的开发,形成一套完整的下行同步流程。实现了低资源占用的主同步信号检测算法,频域低时延辅同步信号检测算法,同时对实现细节进行优化,并给出了硬件平台综合结果、整体波形和硬件资源消耗。