5G和卫星物联网系统通过信息处理和传输技术将万物连接起来,其支持的用户数量庞大,频谱资源竞争激烈,多址接入技术对系统整体的容量和接入能力有重要影响。稀疏码分多址接入技术（Sparse Code Multiple Access,SCMA）可以实现过载传输,然而随着过载量的提升,码字间干扰加大,系统误码性能变差,且译码复杂度极高。因此,在保证系统优良误码性能的前提下,降低高阶系统的译码复杂度是一个值得深入研究的问题。本文的主要内容如下:本文首先研究了SCMA系统的理论基础,分析了码本设计、编码过程、最优及次优译码算法、因子图理论等影响系统性能的关键技术,并搭建了SCMA系统上行链路的仿真环境,为后文的研究工作奠定基础。然后,本文对串行编码SCMA系统的发射端技术做出深入分析,将编码系统分解为由SCMA编码子系统和模式矩阵子系统组成的P级子系统,通过各子系统串行处理用户信息来达到总体过载量。基于上述分析,本文提出一种改进的SCMA子系统的码本设计方式,首先基于星型QAM星座生成母星座,然后利用能够改善系统性能的拉丁生成矩阵生成因子图矩阵。针对模式矩阵模块的设计,选取和平方相关作为设计模式矩阵的度量准则,保证各模式向量具有尽可能多的分集度。理论分析和仿真结果表明,基于上述思想设计的串行编码SCMA系统,在用户信息之间引入更多差异,增大了系统的过载容量且有助于降低译码端的译码复杂度。最后,针对SCMA系统接收端计算复杂度过高的问题,提出了基于动态剪枝的分组低复杂度MPA检测算法（DPG-MPA）。该算法将用户进行分组,组内的用户节点采用串行消息传递方式,根据用户信息的节点收敛度判断用户信息更新的优先级,使得本次迭代得到的对系统收敛最有用的消息能够优先进行传递。在迭代进行到预定次数后,计算用户节点的残差值,将残差值低于门限值的节点标记为可信节点,并在后续迭代过程中停止计算可信节点上的信息值。该算法能够在尽量不损失系统优良误码性能的前提下加快收敛速度,减少冗余运算。仿真结果表明,运用DPG-MPA算法的串行编码SCMA系统,在保持优良误码性能的前提下,译码复杂度得到了有效降低。