随着无线通信技术的发展,日益紧张的频谱资源难以满足高速率、低延迟和海量连接的需求,在人们日益增长的通信需求的推动下,迫切需要一种新技术提升频谱效率。稀疏码非正交多址接入（Sparse Code Multiple Access,SCMA）技术利用码本的稀疏性能够在非正交资源上叠加传输用户数据,能够极大地提高频谱效率。SCMA作为一种极具潜力的非正交多址技术引起了学术界和工业界的广泛关注,本文以SCMA的原理与关键技术为研究核心,主要研究了 SCMA码本的优化构造和大规模、非规则SCMA因子图矩阵的构造。具体地讲,本文研究工作主要分为以下几个方面:第一,本文提出了一种联合优化母码本参数和旋转角度的码本构造方案。此方案从整体星座集考虑,基于错误概率上界最小化联合优化SCMA码本的母码本参数和旋转角度,具体使用骨干粒子群优化（Bare Bone Particle Swarm Optimization,BBPSO）搜索算法对最优母码本参数和与之对应的旋转角度进行了快速搜索。然后,在不同信道模型和不同过载率的条件下,本文对所提出SCMA码本与以往的SCMA码本进行了系统误码率（Bit Error Rate,BER）性能仿真对比分析,结果表明所提出SCMA码本具有较高的有效性和鲁棒性,且相较于以往基准码本在BER性能方面能够获得明显的增益。第二,本文对SCMA因子图矩阵的度分布进行了优化,构造了大围长、大规模、非规则的SCMA因子图矩阵。受SCMA因子图矩阵与LDPC基矩阵具有相同的稀疏特性的启发,本文采用渐进添边（Progressive Edge-Growth,PEG）算法对大围长、大规模、非规则的因子图矩阵进行了度分布优化。此外,外部信息转移图证明了所提构造方案在多用户迭代检测中具有明显优势,仿真结果也表明所构造因子图矩阵在降低误块率性能方面具有良好的表现。