机器类型通信(Machine-Type Communication,MTC)是实现万物互联的关键技术,具有高密度、低移动、短数据包等特点,现已广泛应用于移动支付、智能电表、车载通信等场景,在未来具有广阔的市场前景。随着物联网技术的迅速发展,无线蜂窝网络中将会部署更多的机器类型通信设备(Machine-Type Communication Devices,MTCDs)。然而,长期演进(Long Term Evolution,LTE)网络最初是针对人与人的高速下行通信业务设计的,无法处理海量的MTCDs的突发上行随机接入请求。本文将以LTE网络中的标准随机接入过程为研究基础,从拥塞控制、资源分配和冲突解决等角度研究大量突发随机接入引起严重冲突的问题。首先,介绍了机器对机器通信的网络架构和业务特点,以及LTE网络物理层的基本概念,进一步分析了基于LTE网络的标准随机接入过程,并分析了随机接入算法中存在的问题。然后,针对大量位置固定的MTCDs突发上行随机接入场景,提出了一种空闲和碰撞前导码再利用的随机接入算法,以提高系统的资源利用率。在已有的联合接入等级禁止(Access Class Barring,ACB)与时间提前量(Timing Advance,TA)的随机接入拥塞控制算法的基础上,基站利用负载估计算法检测出碰撞前导码,并且只为未碰撞的MTCDs分配上行资源。未通过第一次ACB控制但是通过第二次ACB控制的MTCDs利用空闲和碰撞前导码调度的资源。通过对随机接入响应格式的设计,所提出的算法可以在不增加额外信道开销的情况下,实现对空闲和碰撞前导码的再利用。理论分析和仿真结果表明,所提出的算法在吞吐量、平均时延、前导码碰撞概率和资源利用率四个方面明显优于传统的联合ACB与TA随机接入算法。最后,针对大量时延敏感的MTCDs同时发起随机接入场景,提出了一种联合tree-splitting与TA的随机接入算法,降低了设备接入过程的平均时延。基站利用treesplitting随机接入冲突解决算法,为同一TA区间碰撞的MTCDs重新分配新的上行资源,降低了设备的平均接入次数和平均时延,并且提供了明确的时延上限。另外,本文将所提出的算法与tree-splitting算法进行对比,给出了理论分析结果和仿真结果,验证了理论分析的正确性。