Диссертационная работа направленна на решение задачи повышения спектральной эффективности многочастотных неортогональных сигналов, решение которой заключается в оптимизации формы сигналов и одновременном переходе к спектрально-эффективной модуляции. В работе определены формы оптимальных спектрально-эффективных сигналов различной длительности без межсимвольной интерференции и с межсимвольной интерференцией, полученных в соответствии с критерием заданной скорости спада уровня внеполосных излучений, при наличии ограничений на величину пик-фактора колебаний и на помехоустойчивость приема. Разработаны цифровые модуляторы и демодуляторы предложенных оптимальных сигналов, выполнено имитационное моделирование и экспериментальные исследования методов формирования и алгоритмов приема полученных новых спектрально-эффективных сигналов.