LTE系统中的随机接入研究针对的是移动通信系统中用户终端（UE）与网络建立连接的第一步。随机接入过程对系统性能的提升有着至关重要的作用，尤其是在引入机器对机器通信（M2M）业务后，对于LTE系统的随机接入性能影响研究显得尤为重要。M2M业务作为LTE初期的重要应用，对时延和容量提出了更高要求。
在LTE系统中，随机接入分为基于竞争的随机接入和基于非竞争的随机接入。基于非竞争的随机接入主要服务于已经与eNodeB（eNB）建立连接的用户，这种方式能够避免资源选择冲突，并在某些特定情况下，如切换或上行同步丢失时减少冲突概率。在这种接入方式中，eNB通过无线资源控制（RRC）层消息为UE指定随机接入资源。相反，基于竞争的随机接入则适用于那些尚未建立连接或需要重新建立连接的UE。在这种情况下，UE需要自行选择随机接入资源，当资源被多个UE同时选择时，会导致冲突，因此需要冲突解决机制。
随机接入过程主要包括四个步骤：发送随机接入前导信号，网络侧向UE发送反馈信息，传输随机接入响应，以及UE发送竞争解决消息。随机接入前导信号的发送是为eNB估计UE的传输时延和解决多用户同时发起接入请求的冲突问题。网络侧反馈包括对UE接入请求的响应和可能的上行传输资源分配信息。如果UE在同一子帧内接收到多个随机接入响应，则冲突解决消息通过物理层随机接入过程（MAC层）来解决。
在研究M2M业务对LTE系统随机接入性能的影响时，重点是分析在M2M环境下对随机接入碰撞概率和时延产生的影响。M2M通信与传统人对人（H2H）通信的业务特征、QoS要求以及终端使用场景和分布存在显著差异。例如，在M2M场景中，终端可能是低功率、低成本设备，且以低数据率通信为主。因此，LTE系统在提供更大容量和更短时延的QoS保证的同时，随机接入过程也必须适应这种变化。
针对M2M业务的特点，随机接入过程需要优化以减少延迟和提高接入成功率。优化方法可能包括对随机接入资源分配算法的改进，使用更精确的时延估计，以及实现更加高效的冲突解决机制。此外，一些研究表明，退避算法对于随机接入性能也有重要影响，尤其是在资源受限的场景中。
这篇论文的研究重点是针对M2M业务环境，分析LTE系统随机接入性能的现状和潜在问题，并提出了改善随机接入性能的方案。这对于未来LTE系统的设计和优化具有重要的指导意义，尤其是在日益增长的M2M通信需求背景下。
