作为5G三大应用场景之一,海量机器类型通信(massive Machine-Type Communications,mMTC)专注于大规模机器与机器(Machine to Machine,M2M)之间的通信服务,在未来移动通信领域中具有举足轻重的地位。随机接入过程是通信服务建立的必要步骤,接入机制与服务场景的匹配度和对不同接入情况的适应性将很大程度上影响通信服务的质量。mMTC场景的一个关键问题就是如何利用有限的接入资源为海量设备提供接入服务。当前大部分物联网通信技术均采用了与(Long Term Evolution)LTE相似的接入机制,在接入资源并未增加的情况下,无法适应未来更加繁重的接入需求。分布式队列接入机制是一种专门为高负载接入场景设计的接入机制,研究表明其在高负载接入情况下相比于LTE原生接入机制具有明显更高的接入成功率,但同时会带来接入时延增加的问题。本文以分布式队列接入机制为研究中心,探究在保留其优点的同时,结合mMTC场景的通信需求对其缺点进行优化。主要工作与创新如下:首先对当前常用物联网通信技术的随机接入机制进行了总结和对比,探究其不足之处和原因。对当前大规模接入机制优化研究进行了分类,并总结了不同类别的优缺点。为满足mMTC大规模接入的需求,解决原生分布式队列接入机制接入时延过高的问题,提出了一种基于资源分组的时延优化策略。所提的策略通过对设备和资源进行更进一步的划分和隔离,有效缩短了竞争解决队列的长度,从而达到了降低接入时延的效果;此外,所提策略参考多级反馈队列机制,加入了资源的动态调度,进一步提高了接入资源利用率。为满足mMTC设备低能耗的需求,总结了物联网设备在接入过程中的三种能耗状态和转移关系,建立了设备接入能耗的理论模型。以分布式队列接入机制为基础,提出了实现能效最优的资源分配策略,有效降低了设备的接入能耗。最后经过仿真对比和分析,验证了本文所提出理论模型的准确性,以及优化策略的有效性。