近年来,各种物联网应用的发展兴起逐渐改变了人们的生活,国家也大力推进工业物联网的建设,物联网时代即将来临。物联网建设的关键在于机器间的通信,确保物联网设备高效稳定的接入是实现万物互联的前提。现有的上下行无线接入技术主要是为适配人类语音通信而设计的,无法完全满足物联网场景中的需求。因此本文针对物联网场景中上下行无线接入技术进行了相关研究,具体研究工作如下:首先,针对下行时间同步中的频偏问题,具体分析了频偏对定时造成的影响,创造性地设计了一种基于共轭序列的下行同步信号结构,并推导证明了该结构消除频偏影响的原理。此外分析了抗频偏序列的生成方式,两者结合有效提升了下行定时的抗频偏能力,在最大频偏为40 k Hz时定时性能损失大约为2 d B。其次,针对窄带系统中由于系统采样率较低导致量化误差,进而影响下行定时精度的问题,在传统定时算法的基础上提出了基于抛物线拟合的优化算法。该算法利用相关器输出的离散点进行曲线拟合,在低采样率下还原真实的相关峰值点,以较低的复杂度提升了定时精度,在2倍奈奎斯特采样率下能达到接近16倍的效果。最后,针对大规模机器类型通信中上行随机接入管理的问题,建立了上行随机接入与数据传输的系统模型,推导了平均连接时间和资源利用率两个系统关键参数的具体表达式。综合考虑信令开销、接入时延和资源利用率,提出了基于最大化系统效用的优化算法,得到无数据传输时RRC（Radio Resource Control,无线资源控制）保持连接的最佳时长,实现了系统效用的最大化。