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针对2020年及以后的大规模移动设备以及物联网设备的应用场景,第五代移动通信系统(The 5th generation of mobile communication system,5G)亟需解决当前移动通信系统无法承载的海量连接问题。目前的多址接入技术中,用户量受限于正交资源的数量,显然无法满足5G的超大规模连接。稀疏码多址接入技术(Sparse Code Multiple Access,SCMA)是一种具有前景的非正交多址接入技术,它利用非正交性来实现过载,从而支撑更大数量的终端。并且,SCMA还利用码本的稀疏性,使消息传递检测算法(Message Passing Algorithm,MPA)得以在接收端被应用,从而获得出色的检测表现。另外,低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code,LDPC)是一类线性分组码,因其稀疏结构的校验矩阵而具有显着的低复杂度译码以及出众性能的优点。目前,LDPC码已被写入5G标准确定会在未来5G的数据信道中被使用。因此,基于LDPC编码的SCMA系统的研究非常有意义。在传统点对点的传输系统中,基于多个分量码对不同信息位进行保护的多级编码以逼近联合编码调制的理论信道容量,性能优异。而在多用户接入下,并且SCMA采用新型高维码本作为调制方式,基于多级编码的SCMA的分量码码率设计尚未已知。针对这一难题,本文首先研究了基于并行独立译码(Parallel independent decoding,PID)的多级编码(Multi-level coding,MLC)方式下SCMA系统,优化设计SCMA的每个用户各级最优的码率。首先,本文给出了LDPC-coded SCMA多级编码收发机模型,并基于MPA检测结果,推导了各级比特LLR表达式。其次,基于互信息与上述推导的LLR信息,本文推导了各用户的总容量与各级容量表达式。通过数字仿真,本文给出了SCMA在6个用户共享4资源块下4阶和8阶调制下各个用户对应各个级的容量对比图,进而获得了各级的最优码率组合。紧接着,本文针对基于LDPC编码的SCMA系统,采用密度进化理论对其进行编码性能分析以及非规则LDPC码的度分布优化设计。密度进化算法(Density Evolution Algorithm,DE)是一个用于分析LDPC编码性能的强有力的工具,然而DE工具并不能直接用于分析优化多用户SCMA系统。首先,由于SCMA系统中存在非对称星座调制,与DE工具的信道对称条件有所冲突。为了解决这个问题,本文设计了基于独立检测译码系统模型的改进模型,在系统中加入信道适应器保证信道对称条件,并且加入LLR转换器保证模块间数据类型的一致性。其次,传统的DE工具为单用户算法,并不适用于SCMA的多用户场景。为了解决这个问题,本文提出了多用户min-max设计准则,并基于min-max准则分别设计了针对规则码与非规则码的多用户密度进化算法,实现了其在SCMA多用户系统下的分析功用。基于上述所提出方法,通过实验仿真本文获得了SCMA系统在不同LDPC码结构下的性能阈值,并给出了相应码结构下非规则LDPC码的最优度分布。