随着蜂窝物联网的蓬勃发展,海量物联网终端涌入到网络中。这些物联网终端种类丰富,在不同领域发挥着作用。为了更好地为物联网终端提供无线接入服务,研究人员根据终端的业务场景,对无线接入技术提出了不同的数据速率、接入密度、覆盖范围、终端功耗、时延等需求。为了满足这些需求,需要设计合适的无线传输解决方案。目前主流的蜂窝物联网传输解决方案中,随机接入过程是终端接入网络的第一步,主要实现上行同步和接入控制功能。面对新出现的场景需求,现有的随机接入过程的功能可能存在不适配的问题,因此需要针对新的场景需求,对随机接入过程进行优化。本论文的主要工作在于针对蜂窝物联网中最多最普遍的传感器类终端的低移动性、小数据、接入密度大、广覆盖和超低功耗需求特点,提出了一种利用随机接入过程传输上下行数据的流程(EDTP随机接入)。EDTP(Early Data Transmission by Preamble,前导码提前数据传输)的基本思想是:当终端需要传输小数据时,网络中恢复挂起的会话,终端使用随机接入的Msg1传输上行数据或信令,使用Msg2传输控制信令或下行数据。通过EDTP流程,终端不需要进行完整的随机接入过程和会话建立过程,减少了无线模组开机时间,从而降低功耗。同时,由于简化了随机接入步骤,从而降低无线信令开销,提高信道利用率。通过MATLAB运行了基于NB-IoT标准协议的EDTP随机接入过程,包括以下模块:终端和基站的物理层、MAC、RRC层,基站与核心网之间接口,云服务器和终端用户数据产生和记录模块,核心网,无线信道多径和噪声模块。通过与现有的完整会话接入和EDT过程进行性能对比分析,验证了EDTP随机接入过程在功耗、无线资源利用率和系统吞吐量上的优越性。