集中式插入法优化方法详解

1.集中式插入法的原理

集中式插入法又称为连贯式插入法，是将帧同步码组以集中的形式插入信息码流中，一般帧同步码组集中插入在一帧的开始。因此，连贯式插入法就是在每帧的开头集中插入帧同步码字的同步方法。此方法的关键是要找出作为帧同步码组的特殊码组。

对作为帧同步码组的特殊码组的要求是：同步码组在信息码元序列中不易出现以便识别，即将信息码元误认为同步码组的概率要小；当同步码组中有误码时，漏识别的概率也要小；识别该特殊码组的识别器应该尽量简单。具体地说，就是要求该码组具有尖锐单峰特性的自相关函数；便于与信息码区别；码长适当，以保证传输效率。

符合上述要求的特殊码组有：全0码、全1码、1与0交替码、巴克码、电话基群帧同步码0011011。目前常用的帧同步码组是巴克码。巴克码是一种非周期序列。

一个 n 位的巴克码组为{x1,x2,x3,…,xn}，其中xi取值为＋1或－1，它的局部自相关函数为

目前已找到的所有巴克码组如表9-4-1所示，其中“＋”和“－”号分别表示该巴克码组第i 位码元ai的取值为“＋1”和“－1”，它们分别与二进制码的“1”和“0”对应。

表9-4-1　常见巴克码码组

以7位巴克码组（＋ ＋ ＋ － － ＋ －）为例，求出它的自相关函数如下：

当j=0时，

当j=1时，

当j=2时，

当j=3时，

当j=4时，(www.xing528.com)

当j=5时，

当j=6时，

当j=7时，

另外，再求出j为负值时的自相关函数值，一起画在图 9-4-2 中。

图9-4-2　巴克码的局部自相关函数曲线

由图 9-4-2 可见，其自相关函数在j=0时出现尖锐的单峰。

2.巴克码识别器

巴克码识别器是比较容易实现的，这里仍以7位巴克码为例。用7级移位寄存器、相加器和判决器就可以组成一个巴克码识别器，具体结构如图 9-4-3 所示。

图9-4-3　7位巴克码识别器

7级移位寄存器的“l”端和“0”端输出按照1110010的顺序连接到相加器，注意各级移位寄存器接到相加器处的位置，寄存器的输出有“l”端和“0”端，接法与巴克码的规律一致。当输入码元的“1”进入某移位寄存器时，该移位寄存器的“1”端输出电平为＋1，“0”端输出电平为－1；反之，进入“0”码时，该移位寄存器的“0”端输出电平为＋1，“1”端输出电平为－1。实际上，巴克码识别器是对输入的巴克码进行相关运算。当一帧信号到来时，首先进入识别器的是群同步码组，只有当7位巴克码在某一时刻正好全部进入7位寄存器时，7个移位寄存器输出端都输出＋l，相加后的最大输出为＋7，其余情况相加结果均小于＋7。对于数字信息序列，几乎不可能出现与巴克码组相同的信息，故识别器的相加输出也只能小于＋7。

若判决器的判决门限电平定为＋6，那么就在7位巴克码的最后一位“0”进入识别器时，识别器输出一个同步脉冲表示一群的开头。一般情况下，信息码不会正好都使移位寄存器的输出为＋1，因此实际上更容易判定巴克码全部进入移位寄存器的位置。

巴克码用于群同步是常见的，但并不是唯一的，只要具有良好特性的码组均可用于群同步。例如，对于我国和欧洲等国家采用PCM30/32路系统来说，帧同步主要采用的就是集中插入方式，但它插入的帧同步码是0011011。