移动通信技术目前已渗透到我们日常生活的许多领域,给各行业带来了巨大的变革和创新,将人们带入了智能化时代。随着智能交通、智能家居、智能制造等新的物联网业务蓬勃发展,未来通过LTE-A网络进行通信M2M设备数量将会爆发式增长。大规模的M2M设备涌入到现行以H2H通信为主的网络,其数量巨大、业务类型多种多样、分布不规则等不同于传统H2H通信的特点极大影响了接入网侧性能,具体表现在M2M设备随机接入及小区边界的负载均衡上。如何保证在大规模M2M设备连接场景下,设备能够正常接入,以及超密集网络部署场景下,多站点对边缘用户联合服务,具有一定的理论及实际意义。本文针对未来5G网络中M2M通信问题,结合当前的研究现状,由解决大规模M2M设备随机接入引起的用户冲突问题,到提出新的小区边界负载均衡策略,以此来满足未来移动通信场景需求。本文的具体研究内容如下所示:考虑到现行LTE系统主要面向H2H的通信,其基于时隙ALOHA协议随机接入的特点决定了海量的M2M设备无法同时向蜂窝站点发起接入。当大规模的M2M设备到达一定数量时,理论上系统会发生严重的碰撞导致系统的连接吞吐率严重下滑。为此,本文针对以上问题提出了基于负载估计的自适应随机接入策略,以最大化系统吞吐量,降低设备接入时延。未来5G通信系统将采用超密集组网方式,各站点重叠覆盖区域环境更加复杂,因此将会有大量的M2M设备长期停留在此区域,相互间造成严重的干扰,降低系统的吞吐量。针对如何通过系统资源统一调度使得重叠区域用户吞吐量最大,且保证系统资源利用率最高,提出了一种基于遗传算法的小区负载均衡策略,通过多小站联合控制交叉区域用户的接入,来使得该区域整体的吞吐率最优。