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重叠时分复用(Overlapped Time Division Multiplexing,OVTDM)是李道本教授提出的一种新型波形编码理论。基于长期的理论与实践积累,李教授指出若信号以大于奈奎斯特速率进行传输,波形间的重叠从本质上可以看做为一种编码约束关系,从而进一步激发出系统潜在的性能增益。重叠复用技术能够带来高频谱效率,有效的解决带宽资源有限的问题。本文基于OVTDM的理论基础,完成通信系统搭建并从最小欧式距离和规避错误图样角度进行研究。论文的主要内容有:一.基于软件平台Labview和通用软件无线电外设USRP(Universal Software Radio Peripheral)对 OVTDM 系统进行搭建。在Labview软件平台上实现OVTDM信号的编码与译码,信号通过两台USRP设备的接口进行传输。仿真结果验证经过实际信道传输后的重叠时分复用信号具有高频谱效率,通过硬件平台仿真的OVTDM信号的频谱效率达到6(bits/s/Hz)所需的信噪比为均/N0= 14.2dB,而64QAM达到相同频谱效率所需的信噪比Eb/N0=18dB。在信噪比为Eb/N0=12dB时,K=4与K=8的误码率相差两个数量级。二.最小欧式距离是影响误码率的一个重要参数。通过计算得出基于不同脉冲函数下OVTDM信号的归一化最小欧式距离,错误图样模式及其个数。结果表明在滚降因子一定时,频谱效率在某一区间内改变并不会导致归一化最小欧式距离(dmin)下降。随着频谱效率的增加,错误图样先以单个长交替序列形式呈现,后以多个短交替序列形式呈现。当重叠重数K>3时,错误图样不再具有整体的规律性,但包含相同的短序列。K值的增加会导致归一化dmin的下降。当K=12时,基于升余弦函数的OVTDM信号归一化dmin值接近于0.01,比K=2时的dmin在相同条件下的数值降低60～80倍,滚降系数不同dmin值差异表现不同。三.受限编码是一种对传输信息序列加以限制,从而获得可靠数据传输的编码方式。通过对二进制输入比特进行控制从而避免错误图样的产生,以损失一部分码率来获取重叠复用信号最小距离的增益。在此基础上提出游程长度受限编码和设计特定有限状态机两种方案以对错误图样进行规避,并根据有限状态转移图的邻接矩阵计算得出信道容量。结果表明游程长度受限编码(1,k)可规避错误图样(+--)的产生,在重叠重数K处于区间[4,12]时,获得归一化最小距离的“增益”,且系统容量会随(1,k)码中的k增加而增大。基于短交替差分序列设计特定有限状态机,能够有效推后归一化最小欧式距离开始下降的位置。当升余弦系数α=0时,最小欧式距离的起始下降位置从R/W=2.4延迟至R/W=3.3。规避特定差分序列后的信道容量计算问题可转移为计算构建相应级联图的矩阵谱半径,不同的规避策略所获得的性能结果有所差别,选择合理的级联图路径能够最大化系统容量。以级联图[G{10},G{01},G{10},G{01}]方式进行规避,可实现K=3,α=0.4时的归一化最小距离保持恒定,此时OVTDM系统总容量是奈奎斯特系统的2.08倍。