一、NRZ和RZ信号的时域比较

NRZ信号的特征是信号脉冲之间无间隔，即信号脉冲宽度 τ \tau τ等于码元宽度 T B T_{B} TB。NRZ信号可分为单极性NRZ和双极性NRZ信号。

RZ信号的特征是信号脉冲宽度 τ \tau τ等于码元宽度 T B T_{B} TB，即一个信号在码元终止时刻前总要回归到零电平处。RZ信号也可分为单极性RZ和双极性RZ信号。

NRZ和占空比为50%的RZ信号时域波形如图1所示：

图1 占空比为50%的RZ和NRZ信号的时域波形

二、NRZ和RZ信号的频域比较

时域矩形脉冲，在频域中对应为Sa函数。
NRZ信号的频域功率谱为：
公式1： P s ( f ) = T B S a 2 ( π f T B ) P_{s}(f)=T_{B}Sa^{2}(\pi fT_{B}) Ps(f)=TBSa2(πfTB)
占空比为50%的RZ信号频域功率谱为：
公式2： P s ( f ) = T B 4 S a 2 ( π 2 f T B ) P_{s}(f)=\frac{T_{B}}{4}Sa^{2}(\frac{\pi}{2} fT_{B}) Ps(f)=4TBSa2(2πfTB)

因此，符号率为20GBd的NRZ-OOK (100% RZ)信号、75% RZ-OOK和50% RZ-OOK信号的功率谱密度如图2、3和4所示。

图2 20GBd NRZ-OOK信号功率谱密度
图3 20GBd 75% RZ-OOK信号功率谱密度
图4 20GBd 50% RZ-OOK信号功率谱密度
从图2可以看出，对于NRZ信号而言，其主瓣的过零点刚好等于波特率，因此，其理论频谱效率为1Baud/s/Hz，只是理论最高谱效率（2 Baud/s/Hz）的一半。

从图3可以看出，对于占空比为75% 的RZ信号而言，其主瓣宽度大于波特率而小于2倍波特率。

从图4可以看出，对于占空比为50%的RZ信号而言，其主瓣宽度等于2倍波特率，因此，其理论谱效率为0.5 Baud/s/Hz，只是理论最高谱效率（2 Baud/s/Hz）的1/4。

总结

从以上的仿真结果可以看出:
对于占空比为50%的 RZ信号，其谱效率为理论最大谱效率的1/4。
对于占空比为100%的 RZ信号，即NRZ信号，其谱效率为理论最大谱效率的1半。
在相同的波特率情况下，占空比越小的RZ信号频谱的谱宽越大，谱效率越低。因此，相比于RZ信号，NRZ信号具有更高的谱效率。然而，现有研究表明，RZ信号对损伤的抑制能力更强。

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一、NRZ和RZ信号的时域比较

二、NRZ和RZ信号的频域比较

总结

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