移动通信在任何时间、任何地点给人们提供一种可靠、方便、价钱低廉的服务。以时分多址(TDMA)作为关键技术的第二代移动通信系统,采用数字蜂窝技术,以传递语音信号为核心业务。第三代蜂窝移动通信系统以码分多址(CDMA)技术为核心,增大了语音信号及数据符号的传输速率,增大了系统容量。眼下正开展的长期演进项目(LTE)以正交频分复用(OFDM)作为核心技术,显著增加了频谱利用率跟传输速率。TDMA和正交CDMA技术属于多址通信技术,OFDM技术则是一种多载波调制技术,虽然它们属于不同的技术范畴,但是都使用了正交复用技术。在本篇文章中,我们将TDMA技术,正交CDMA技术,OFDM技术统称为正交复用技术,并给出统一的数学模型。正交技术的优点众所周知,提高频谱利用率,减小多用户间干扰,增大系统容量,缓解远近效应,降低接收机复杂度；但与此同时,系统容量将受到严格的限制。使用非正交技术,虽然可以更加容易的增加系统容量,却不具备正交技术的各种优点,多用户干扰严重,需要使用严格的功率控制,设计更加复杂的接收机。本文提出一种分层的树型扩容结构,通过对已有载波的简单加成变换,以产生新的载波用以传输过饱和区的用户,系统并不需做任何硬件上的改动,便可以获得过负载传输的能力,最多传输将近两倍于系统容量的用户,并保留一定的传输效率。此时的载波矩阵虽然不是完全正交的,但是却保留了一定的互信息,使得信号在接收端可以被正确的检测。多用户检测器不是简单地将多址干扰当作噪声去处理,而是有效地利用了用户间的互信息,与传统检测器相比性能更加优良。最优多用户检测器尽管检测差错概率最小,但由于其计算复杂度呈指数型增长,对于用户数较大的系统往往无法采用。继而学者们提出了各种基于不同最优准则的低复杂度的次最优多用户检测算法,相当于做了算法复杂度与检测精度的折中。同时也有学者提出了针对具有特殊性质的多址系统的,具有多项式复杂度的最优检测算法。本文提出了一种多项式复杂度的最优检测器,应用于本文提出的过饱和正交复用系统,使得这种系统的最优检测成为可能。