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各种移动互联网业务为移动用户提供更加极致的用户体验,如虚拟现实、超高清3D视频、移动云雾等,同时这些业务也对高速传输提出了迫切的需求。然而,可用的频谱资源是有限的,按照现有的通信理论和技术框架,很难达到未来无线通信超大连接数、超高速率、超高可靠性、超低时延的要求,因此迫切需要在高频谱效率方面有突破性进展。在此背景下,李道本教授创造性地提出了具有颠覆性创新的重叠X 域复用（Overlapped X Domain Multiplexing,OVXDM）编码。OVXDM通过传输符号加权复用波形在X域（时域或频域）上的移位重叠,形成了一种高编码增益和高频谱效率的新型编码方式。早在2006年,李道本教授就发现了“重叠复用原理”,传输符号间的相互重叠并不是干扰而是一种有益的约束关系,符号间重叠越严重可以获得的频谱效率越高。很明显,OVXDM颠覆了传统通信理论中关于必须遵守奈奎斯特准则的设计理念。尽管最大似然序列检测（Maximum Likelihood Sequence Detection,MLSD）译码可以获得最佳的译码性能,但计算复杂度随OVXDM频谱效率增长呈指数增长,这在实际应用中是不可接受的。因此,论文从以下几个方面对实现高频谱效率的OVXDM编码低复杂度译码算法与新型OVXDM编码结构进行了研究:（1）OVXDM编码增益来源于传输符号间利用复用波形进行移位重叠来获得,因此论文在加性高斯噪声（Additive Gaussian White Noise,AWGN）)情况下,分析了不同复用波形对OVXDM编码性能的影响,并结合OVXDM编码结构特点,提出了一种多比特滑动堆栈译码（Multi-Bit Sliding Stack Decoding,Multi-Bit SSD）算法,同时理论分析了滑动窗大小与Multi-Bit SSD算法性能关系。仿真验证表明,相比于现有快速算法,提出的Multi-Bit SSD算法能获得1～3dB的译码性能提升,并且具有更低的译码复杂度。（2）为了使OVXDM编码技术实用化,论文研究了 OVXDM编码在衰落信道中的性能,建立了衰落信道下的OVXDM编码系统模型,并提出了一种低复杂度的多信号联合检测（Multiple Signals Joint Detection,MSJD）算法。并通过理论分析得到了不同OVXDM编码参数（包括复用波形和重叠重数）下,MSJD算法的性能和联合信号数之间的关系,给出了选取最佳的联合信号数来优化译码性能的方法。仿真结果表明,提出的MSJD算法在保证低复杂度的情况下,能获得比现有快速译码算法5～10dB的性能提升。（3）Turbo码和多载波技术在提升无线通信系统的频谱效率上得到了广泛应用。若将OVXDM编码技术分别与这两种技术结合,理论上可以进一步地改善OVXDM编码的频谱效率。基于这种考虑,论文提出了两种新型的OVXDM编码结构:通过并行交织两个相同的OVXDM编码结构,提出了一种Turbo-Like OVXDM编码结构,并且基于这种编码结构提出了一种基于最大似然的迭代译码（Maximum Likelihood based Iterative Decoding,MLID）算法。其次将 OVXDM 编码技术与多载波技术结合,提出了一种多流OVXDM编码结构。为了实现多流OVXDM信号译码,首先基于李道本教授提出Trellis图下时频域信号状态转移的思想,提出一种二维Trellis图搜索算法,其次又提出了一种基于最小均方误差估计的判决反馈均衡（Minimum Mean Square Error based Decision Feedback Equalization,MMSE-DFE）算法来降低译码复杂度。仿真验证表明,两种新型OVXDM编码结构采用提出的算法性能上明显优于传统OVXDM编码。具体来说,二维Trellis图搜索算法在多流OVXDM中能获得最优的译码性能,同时MLID算法与MMSE-DFE算法比现有快速算法有2～5dB译码性能提升和更低的复杂度。