一、CMI编码基本原理
CMI（Coded Mark Inversion）码是一种应用于数字通信系统的线路码型，其编码规则为：
- 原始数据”1″交替使用”11″和”00″表示
- 原始数据”0″固定使用”01″表示
这种编码方式通过引入强制跳变机制，保证了信号中时钟分量的稳定性，同时消除了直流分量。
二、信号带宽的数学本质
根据傅里叶变换原理，信号带宽定义为频谱分布范围的一半。对于基带信号xl(t)，其带宽Bbase由最高频率分量决定。当信号被调制为带通信号时：
频谱会以载波频率fc为中心向正负频率方向扩展，导致有效带宽变为2Bbase。
三、CMI编码的频谱特性
CMI编码导致带宽翻倍的本质原因包括：
- 码元速率倍增：每个原始比特被编码为两个物理码元，使符号率翻倍
- 频谱扩展效应：交替编码规则引入高频分量，扩展频谱分布范围
- 基带谐波叠加：双极性码元组合产生新的谐波成分
四、实验验证与工程应用
通过光纤传输实验可观察到：使用CMI编码后的眼图张开度减小，示波器频谱分析显示主瓣宽度是原始信号的2倍。这种现象在8.44Mb/s以下光传输系统中尤为明显，验证了带宽扩展的理论模型。
CMI编码通过强制码元转换机制提升了传输可靠性，但代价是信号带宽需求倍增。工程应用中需在带宽效率与传输质量之间进行权衡，该特性使其适用于对带宽不敏感但要求高可靠性的短距传输场景。
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