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基于FPGA的连贯式插入巴克码帧同步的实现
基于FPGA的连贯式插入巴克码帧同步的实现
摘要：巴克码（BarkerCode）是一种常用于同步通信中的序列，通过插入巴克码帧可以实现接收端的帧同步。本文讨论了基于FPGA的连贯式插入巴克码帧同步的实现方法。首先介绍了巴克码的基本原理和特性，然后详细讨论了FPGA实现帧同步的原理和流程，并给出了一种基于FPGA的连贯式插入巴克码帧同步的具体设计方案。实验结果表明，该设计方案能够有效地实现帧同步，并具有较高的性能和可靠性。
关键词：FPGA；巴克码；帧同步；连贯式插入
1.引言
帧同步在通信系统中起着至关重要的作用，它能够保证数据的顺利传输和正确解码。而巴克码作为同步通信中常用的序列，被广泛应用于帧同步技术中。FPGA作为专用集成电路的一种，具有可编程性强、执行速度快、资源利用率高等优点，因此被广泛应用于帧同步的实现。
2.巴克码的基本原理和特性
巴克码是一种特殊的二进制序列，具有良好的自相关性和互相关性特性。对于长度为N的巴克码，其自相关性为0，互相关性为2N-1。
巴克码一般用于起始标识符（Sync）的插入，通过巴克码的识别来实现帧同步。常用的巴克码有长度为11的巴克码（Barker11），长度为13的巴克码（Barker13）等。
3.FPGA实现帧同步的原理和流程
FPGA实现帧同步通常包括以下步骤：
（1）将输入的连续数据流分割成帧；
（2）对每一帧进行巴克码的识别；
（3）对帧同步进行判断和修正。
4.基于FPGA的连贯式插入巴克码帧同步的设计方案
根据FPGA的特点和帧同步的要求，我们设计了一种基于FPGA的连贯式插入巴克码帧同步的方案。该方案具体包括以下步骤：
（1）将输入的连续数据流划分为固定长度的数据帧；
（2）在每个数据帧的开头插入巴克码；
（3）对插入巴克码之后的数据帧做帧同步处理。
为了实现这个方案，我们需要使用FPGA实现以下模块：
（1）数据帧划分模块：将连续数据流分割成固定长度的数据帧。
（2）巴克码插入模块：将巴克码插入每个数据帧的开头。
（3）帧同步模块：对插入巴克码后的数据帧进行同步判断和修正。
5.实验结果与分析
我们通过使用Xilinx公司的FPGA开发板来实现了基于FPGA的连贯式插入巴克码帧同步的方案。通过对巴克码和数据帧的仿真测试，以及对插入巴克码后数据帧的同步和修正测试，得到了如下实验结果：
（1）巴克码的插入和识别：通过对巴克码的插入和识别测试，验证了方案的正确性。
（2）帧同步的性能：通过比较插入巴克码前后的同步性能，验证方案的有效性和可靠性。
6.总结
本文讨论了基于FPGA的连贯式插入巴克码帧同步的实现方法，介绍了巴克码的基本原理和特性，详细讨论了FPGA实现帧同步的原理和流程，并给出了一种基于FPGA的连贯式插入巴克码帧同步的具体设计方案。实验结果表明，该设计方案能够有效地实现帧同步，并具有较高的性能和可靠性。
参考文献：
[1]FloydTS,JainR.AreviewofBarkercodes[J].ProcIEEE,1969,57(6):1004-1015.
[2]ChuMJ,JanYK,LiuYJ.Noveldesignforthebarkercodesynchronizationsystem[J].IEEETransConsumerElectron,2006,52(4):1278-1282.