孙 冲，肖振宇，苏 厉，金德鹏，曾烈光

（清华大学 电子工程系 微波与数字通信技术国家重点实验室，北京 100084）

1 SC-UWB系统简介

基于ECMA-368的MB-OFDM-UWB方案性能良好，但由于OFDM信号峰均比高、载波频偏敏感等特性，该体制对射频器件的线性度、带宽和ADC的精度、速度等要求较高，系统复杂度也比较高，基于传统CMOS工艺实现片上系统存在较大困难。为此，清华大学提出了单载波UWB方案（SC-UWB）[1]。该方案将单载波频谱搬移至特定的频率范围，采用直序扩频技术占据超过500 MHz的带宽，可降低ADC和射频器件的压力，整个系统易于单芯片化。这些优点使得SC-UWB具有较强的竞争力，使其成为目前国家C-WPAN标准的重要竞争方案之一。

1.1 SC-UWB物理层（PHY）

SC-UWB PHY结构如图1所示[2-3]。

图1 SC-UWB PHY结构框图

1.2 SC-UWB媒体接入控制层（MAC）

SC-UWB MAC采用WiMedia的ECMA-368标准[4-5]。ECMA-368 MAC是一种完全分布式的MAC协议，设备之间相互协作实现无线资源共享，并且通过预保留机制或者优先级竞争机制抢占信道。

ECMA-368 MAC通过符合标准的MAC帧，实现与PHY的数据交互和控制信息交互，其帧结构见图2。因此，所设计的SC-UWB帧结构必须支持标准ECMA-368 MAC帧。

图2 ECMA-368 MAC帧结构

1.3 问题的引出

对于SC-UWB系统，MAC采用ECMA-368方案，PHY采用单载波方案，如何使两层协调高效地工作是一个十分关键的问题。这里介绍一种能够同时适配ECMA-368 MAC和SC-UWB PHY的帧结构，很好地解决了上述问题。这种帧结构具有以下特点：1）增加了前导序列、跟踪序列等必要的辅助单元，很好地适配了SCUWB PHY；2）支持ECMA-368 MAC帧结构，使SC-UWB物理层能够通过标准的MAC帧与ECMA-368媒体接入控制层数据交互；3）增加了CRC校验和、RS编码等辅助模块，大大降低了PHY帧头、MAC帧头等关键信息的错误概率；……