非归零码和双极性码有什么区别啊?

发布网友发布时间：2024-07-02 21:05

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热心网友时间：2024-07-20 01:45

深入解析：探索单极性归零、非归零、双极性归零与非归零码的时频特性

在数据通信的世界里，NRZ（非归零）和RZ（归零）编码方式因其独特的特性，被广泛应用。NRZ信号的显著特征是脉冲之间无间隙，单极性与双极性的区别在于信号极性的变化，而RZ信号则在每个码元结束后回到零电平。让我们来一起探讨这两种编码方式的时域与频域表现。

首先，让我们看看NRZ和RZ在时域上的比较。NRZ信号的脉冲宽度与码元宽度一致，形成连续的波形，而RZ信号则在每个信号脉冲结束后回归零电平，无论是单极性还是双极性，都呈现出明显的归零特性。如图1所示，无论是50%占空比的RZ还是NRZ，它们的时域波形都直观展示了这些特点。

图1：NRZ与50% RZ信号的时域波形

从频域角度来看，NRZ信号的矩形脉冲在频域中对应于Sa函数，其功率谱密度公式1清晰展示了这一关系。而对于RZ信号，特别是50% RZ-OOK，其频谱特性更为复杂，如图2、3和4所示，随着占空比的减小，主瓣宽度随之变化，谱效率也随之降低。

图2：20GBd NRZ-OOK的功率谱密度
图3：20GBd 75% RZ-OOK的功率谱密度
图4：20GBd 50% RZ-OOK的功率谱密度

从图2中可见，NRZ的理论频谱效率仅为1Baud/s/Hz，是理论最大效率的一半，这说明在相同波特率下，NRZ信号在节省带宽方面更具优势。然而，RZ信号如50% RZ-OOK，其主瓣宽度达到2波特率，导致理论谱效率仅为0.5Baud/s/Hz，仅是理论峰值的1/4。

总结来说，RZ信号的谱效率随着占空比的减小而降低，这在图3和图4中得到了直观体现。与RZ信号相比，NRZ信号在谱效率上有明显优势，但RZ在抗干扰和损伤抑制方面更具优势。因此，选择哪种编码方式，取决于具体的应用环境和需求。

结论：在高数据速率通信中，NRZ编码由于其更高的谱效率，通常优选于RZ。然而，RZ编码的损伤抑制特性不容忽视，这使得在对信号质量要求极高的场合，RZ仍然占据一席之地。理解这些编码方式的特性，是优化通信系统设计的关键一步。