线路代码是用于在传输线上进行数字信号的数据传输的代码。选择该编码过程是为了避免信号的重叠和失真，例如符号间干扰。

线编码的属性

以下是行编码的属性-

• 随着编码的完成，使更多的比特在单个信号上传输，使用的带宽大大减少。

• 对于给定的带宽，可以有效利用功率。

• 错误的可能性大大降低。

• 进行了错误检测，双极也具有校正功能。

• 功率密度非常有利。

• 计时内容足够。

• 避免使用1和0的长字符串来保持透明性。

线编码类型

线路编码有3种类型

• 单极
• 极性
• 双极

单极信令

单极信令也称为开关键控或简单地称为OOK 。

脉冲的存在表示1 ，脉冲的不存在表示0 。

单极信令有两种变化-

• 不归零(NRZ)
• 归零(RZ)

单极不归零(NRZ)

在这种类型的单极信令中，High数据由称为Mark的正脉冲表示，其持续时间T ₀等于符号位持续时间。数据输入低没有脉冲。

下图清楚地说明了这一点。

好处

单极NRZ的优点是-

• 很简单。
• 需要较小的带宽。

缺点

单极NRZ的缺点是-

• 没有纠错完成。

• 低频成分的存在可能会导致信号下降。

• 没有时钟。

• 可能会丢失同步(特别是对于1s和0s的长字符串)。

单极性归零(RZ)

在这种类型的单极信令中，数据较高，尽管由标记脉冲表示，但其持续时间T ₀小于符号位持续时间。一半的位持续时间保持高电平，但立即返回零，并在剩余的一半位持续时间内显示没有脉冲。

在下图的帮助下可以清楚地理解。

好处

单极RZ的优点是-

• 很简单。
• 以符号速率出现的频谱线可以用作时钟。

缺点

单极RZ的缺点是-

• 没有错误纠正。
• 占用带宽是单极性NRZ的两倍。
• 信号下降是在信号在0 Hz处非零的地方引起的。

极地信令

极性信令有两种方法。他们是-

• 极地NRZ
• 极地RZ

极地NRZ

在这种类型的Polar信令中，高数据由正脉冲表示，而低数据由负脉冲表示。下图很好地说明了这一点。

好处

Polar NRZ的优点是-

• 很简单。
• 没有低频成分。

缺点

Polar NRZ的缺点是-

• 没有错误纠正。

• 没有时钟。

• 信号下降是在0 Hz处信号非零的地方引起的。

极地RZ

在这种类型的Polar信令中，数据较高，尽管由Mark脉冲表示，但其持续时间T ₀小于符号位持续时间。一半的位持续时间保持高电平，但立即返回零，并在剩余的一半位持续时间内显示没有脉冲。

但是，对于低输入，负脉冲代表数据，零电平在位持续时间的另一半期间保持不变。下图清楚地描述了这一点。

好处

Polar RZ的优点是-

• 很简单。
• 没有低频成分。

缺点

Polar RZ的缺点是-

• 没有错误纠正。

• 没有时钟。

• 占用Polar NRZ带宽的两倍。

• 信号下垂是在0 Hz处信号非零的地方引起的。

双极信令

这是一种编码技术，具有三个电压电平，即+，-和0 。这种信号称为双二进制信号。

这种类型的一个示例是Alternate Mark Inversion(AMI) 。对于1 ，电压电平从＆plus;处过渡。到–或从–到+，具有交替的1极性相等。 0将具有零电压电平。

即使采用这种方法，我们也有两种类型。

• 双极NRZ
• 双极RZ

从到目前为止讨论的模型中，我们了解了NRZ和RZ之间的区别。这里也是如此。下图清楚地说明了这一点。

上图同时具有双极性NRZ和RZ波形。在NRZ类型中，脉冲持续时间和符号位持续时间相等，而在RZ类型中，脉冲持续时间是符号位持续时间的一半。

好处

以下是优点-

• 很简单。

• 没有低频成分。

• 比单极性和极性NRZ方案占用的带宽低。

• 该技术适用于交流耦合线路上的传输，因为此处不会发生信号下垂。

• 其中存在单个错误检测功能。

缺点

以下是缺点-

• 没有时钟。
• 较长的数据字符串会导致失去同步。

功率谱密度

其中描述了如何的信号的功率在各种频率分布得到，在频域中的函数被称为功率谱密度(PSD)。

PSD是自相关的傅立叶变换(观测值之间的相似性)。它是矩形脉冲的形式。

PSD推导

根据爱因斯坦-维纳-欣钦定理，如果已知随机过程的自相关函数或功率谱密度，则可以精确找到另一个。

因此，为得出功率谱密度，我们将使用功率信号$ x(t)$的时间自相关$(R_x(\ tau))$，如下所示。

$ R_x(\ tau)= \ lim_ {T_p \ rightarrow \ infty} \ frac {1} {T_p} \ int _ {\ frac {{-T_p}} {2}} ^ {\ frac {T_p} {2}} x(t)x(t + \ tau)dt $

由于$ x(t)$由脉冲组成，因此$ R_x(\ tau)$可以写为

$ R_x(\ tau)= \ frac {1} {T} \ displaystyle \ sum \ limits_ {n =-\ infty} ^ \ infty R_n \ delta(\ tau-nT)$

其中$ R_n = \ lim_ {N \ rightarrow \ infty} \ frac {1} {N} \ sum_ka_ka_ {k + n} $

知道$ R_n = R _ {-n} $对于真实信号，我们有

$ S_x(w)= \ frac {1} {T}(R_0 + 2 \ displaystyle \ sum \ limits_ {n = 1} ^ \ infty R_n \ cos nwT)$

由于脉冲滤波器的频谱为$(w)\ leftrightarrow f(t)$，我们有

$ s_y(w)= \ mid F(w)\ mid ^ 2S_x(w)$

$ = \ frac {\ mid F(w)\ mid ^ 2} {T}(\ displaystyle \ sum \ limits_ {n =-\ infty} ^ \ infty R_ne ^ {-jnwT_ {b}})$

$ = \ frac {\ mid F(w)\ mid ^ 2} {T}(R_0 + 2 \ displaystyle \ sum \ limits_ {n = 1} ^ \ infty R_n \ cos nwT)$

因此，我们得到了功率谱密度的等式。使用此方法，我们可以找到各种线路代码的PSD。