近年来,随着通信技术的不断发展,通信业务类型逐渐多元化,给人们的生产生活带来了极大的便利。卫星作为一种覆盖范围广,不受地面环境因素影响的中继节点,克服了地面蜂窝网络通信距离短、通信范围固定不变、高成本等缺点,其结构简单,灵活性强,促使卫星通信技术成为当前重点研究方向。另一方面,作为第五代移动通信中重要的应用场景,物联网广泛应用在智能家居,森林防火,船只监测等方面。卫星接入技术的性能直接关系到整个卫星通信系统的服务质量,由于卫星上行信道资源有限,大量用户同时请求随机接入时会产生数据包冲突问题,进而导致数据丢失,卫星信道资源利用率低。本文以卫星随机接入为切入点,对卫星物联网中M2M(Machine To Machine)通信的高吞吐量,低时延接入方案展开研究,主要工作如下:1)基于竞争决议ALOHA(CRA,Contention Resolution ALOHA),分别给出了功率分级CRA和分片CRA两种改进接入方案。首先介绍了几种基于ALOHA改进的异步随机接入方案,主要阐述了CRA和ECRA接入方案并通过计算机仿真对比了其性能,分析了其中存在的问题;随后在CRA接入方案基础上,分别给出了基于功率域改进的功率分级CRA和基于分片重组的分片CRA接入方案并描述了具体的实施方案。分片CRA适用于数据包长度较长且信道环境比较恶劣导致单一导频信道估计不准确的情况,最后通过计算机仿真验证了所给出改进接入方案的性能。2)基于Q学习算法,给出了QECRA改进接入方案。首先分析了异步随机接入方案中均存在数据包随机选择发送位置,导致信道资源浪费的问题,然后结合强化学习中的Q学习算法,给出了QECRA接入方案。针对卫星通信大时延问题,用户分别在奇数帧(偶数帧)进行接入,将数据帧划分为多个均匀位置区间,用户对位置区间进行学习,直至用户倾向于选择固定位置区间内位置发送数据包,最后采用计算机仿真了所给方案在三种环境中的吞吐量与丢包率指标,证明了所给出方案的优越性。