作为物联网的关键组成部分之一,机器与机器(Machine to Machine,M2M)通信能够借助无处不在的移动通信网络,无需在人的参与和干扰下实现各种数据测量和采集,完成全自动化的信息交互。因具有成本低、速率快、时延小、支持向后扩展和覆盖范围广等优点,当前LTE-A蜂窝网将是未来M2M通信业务的重要承载网络之一。但现有LTE-A蜂窝网主要是针对人与人(Human To Human,H2H)通信的业务特性设计和优化的,M2M通信业务的突发性到达和海量的随机接入请求可能导致LTE-A中接入网严重的信令拥塞,严重影响H2H业务的正常接入。因此,针对LTE-A中M2M通信的业务特性提出一套行之有效的随机接入控制机制以缓解接入网拥塞,减轻M2M业务对H2H业务造成的不利影响,提高LTE-A中接入网吞吐量,具有十分重要的现实意义。针对接入网拥塞问题,本文首先通过对LTE-A蜂窝网中随机接入过程的分析,在时隙接入方案的基础上提出了一种自适应调整时隙接入周期的接入控制优化方案。通过对时隙前导集合状态的统计估计时隙接入负载,从而选择合适的时隙接入周期实现对接入负载的合理控制,缓解接入拥塞。经仿真验证,该接入控制方案性能较好,既能提高M2M设备的接入成功率,又能在一定程度上减少前导重传,降低接入时延。同时,针对M2M设备的海量随机接入请求严重影响H2H设备的正常接入这一问题进行研究,通过分析现有的前导码资源分配方案,提出一种基于H2H业务随机接入吞吐量最大的自适应前导码资源分配方案。小区基站可根据当前网络接入负载状况,自适应调整选择合适的前导码资源分配方式,在保障H2H设备接入性能的同时,节省了系统的信令资源,从而提高接入网的接入性能。最后,综合考虑H2H和M2M混合组网下M2M设备的接入控制和前导码资源分配,给出一套完整的随机接入过程优化方案,并仿真验证其有效性。