自20世纪80年代诞生至今,移动通信系统历经四代发展与变迁,多址接入技术也随之不断变革。在万物互连的5G时代,非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NMA)技术能够大幅提升频谱效率并增加有限资源下的用户连接数,因而比传统的正交多址接入技术更受青睐。稀疏码多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)是NMA中的代表性技术,其不仅让通信系统的容量与频谱效率大幅提升,且能使系统引入免调度的竞争接入机制。本文在介绍了SCMA的研究背景、性能优势、技术原理的基础上,重点分析了过载率对上行SCMA系统的具体影响,并提出了两种新型上行SCMA系统接收机。本文主要贡献如下:1)针对5G时代大量用户同时接入带来的过载问题,分析了过载率对上行SCMA系统检测性能、传输速率的影响。SCMA的技术特性使其更适用于移动通信系统的上行链路,而5G时代无处不在的接入需求,使得SCMA要承受过载传输的考验。因此,本文从两个方面对上行SCMA系统的过载性能进行了研究:一是从误码率性能与计算复杂度两个角度,分析了过载率对系统多用户检测的影响,并给出了过载率与系统检测计算量的定量关系;二是通过建立过载率与系统平均和速率的关系模型,分析了过载率对系统传输速率的具体影响。随后,通过仿真验证了所作分析的合理性与准确性。2)针对现有接收机存在先验误差、复杂度高的问题,提出了两种新型上行SCMA系统接收机。由于其非正交特性,上行SCMA系统中用户信息之间存在较大干扰,接收机性能的重要性不言而喻。目前上行SCMA系统一般采用消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)接收机,本文对其原理进行了详细介绍,指出其在多用户检测方面存在的不足,即存在先验误差且计算量庞大。随后,本文对MPA进行更新策略和计算方式两方面的优化,得到新型检测算法L-S-MPA;并结合SCMA的码本特性对软MMSE进行改进,得到另一种新型检测算法G-MMSE。在此基础上提出了两种基于联合检测思想的新型上行SCMA系统接收机,称之为R-MPA接收机和G-M-MPA接收机。理论分析和仿真结果表明,与传统MPA接收机相比,所提两种接收机检测精度更高而实施复杂度更低。