第五代移动通信(5th generation of mobile communication system,5G)将实现万物互联,这使得空口技术必须具备相当强的灵活性和应变能力。然而,现有的多址接入技术受正交资源的限制,无法满足5G海量连接需求。相比于正交多址技术,非正交多址接入能够在相同的时频资源下同时服务于更多用户,适用于物联网海量连接场景。其中,稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)是应对5G需求设计产生的一种基于码本、且频谱效率接近最优化的非正交多址接入技术。然而,当前的SCMA系统复杂度过高,如何降低计算复杂度,提升系统性能成为了当下迫切需要解决的问题。因此,本文立足于SCMA系统,从降低接收端信号检测复杂度又不失性能着手,提出多种SCMA优化方案。具体研究内容如下:1.针对SCMA系统中码本设计复杂度高的问题,本文引入一种基于子集分割的码本设计方案。该方案通过子集分割法结合低密度扩频矩阵,增大星座点之间的欧氏距离,在性能上获得一定提升。2.针对传统消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)检测性能较差的问题,本文提出一种基于加权消息传递的MPA优化算法。该算法通过引入权重因子,优化不同码字组合的初始概率,使得检测更为准确。3.针对传统MPA迭代过程收敛速度慢的问题,本文引入一种串行策略的MPA检测方案,该方案利用节点间的互相关性,大幅度提升了收敛速度。但由于串行迭代方式导致运算时延加大,又对该方案进行分组,采用组间串行、组内并行的迭代方式,具有时延小、利于实际应用的优点。4.给出SCMA多址接入链路最终实现方案,本文利用多输入多输出(Multipleinput Multiple-output,MIMO)信道特性结合SCMA系统特性,综合从发射端码本设计到接收端信号检测的优化点,为SCMA工程实现提出最终的优化方案。仿真证明,该优化方案在收敛速度和检测性能上都获得了大幅度提升。