针对未来5G出现的高速率、低时延和海量接入等业务需求,传统的调度机制和多址接入技术已无法应对。免调度传输机制可有效简化信令流程,在降低接入时延方面具有明显优势,而近年来出现的非正交多址接入技术则能有效提高频谱利用率并增加用户接入量,其中较为典型的是稀疏码分多址接入(Sparse Code Multiple Access,SCMA)技术。本文分别对两个主题进行研究,提出优化解决方案,并最终将两者结合形成面向5G免调度的稀疏码分多址检测方案,最后结合仿真软件,给出优化方案的性能和复杂度分析。免调度传输接收端性能主要体现在活跃用户检测的漏检率和虚警率。本文提出了基于频选信道增益的活跃用户检测方案,该方案相较于传统方案引入了精确活跃用户检测(Refined Active UE Detection,RAUD)模块,通过对信道的频选增益信息进行分析,可有效提高用户状态检测准确度。与不含RAUD模块的传统方案相比,新方案具有更低的漏检率和虚警率。马尔科夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)算法相较于消息传递算法(Message Passing Algorithm,MPA)具有低复杂度的优势,更适宜解决SCMA接收机运算复杂度过高的问题。本文从串行和并行两个角度分别对MCMC算法进行性能优化,提出了基于多维扰动的MD-MCMC(Multi-dimensional Disturbance MCMC)算法和基于汉明距离初始化的DIP-MCMC(Different Initial Point MCMC)算法,与传统MCMC算法相比均有性能上的提升。文章最后将本文提出的免调度传输方案与改进后的MCMC算法相结合,形成了基于上行免调度机制的稀疏码分多址传输系统。