Nghiên cứu giảm PAPR trong hệ thống LTE ADVANCED

Hệ thống thông tin di động trên thế giới phát triển không ngừng, nhằm đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng cao của người dùng. Hệ thống LTEAdvanced có thể coi là hệ thống tiên tiến nhất hiện nay, nó đã được một số nước trên thế giới triển khai xây dựng và thương mại hóa. Với tính tương đồng với các thế hệ trước đặc biệt là thế hệ tiền 4G (LTE), LTEAdvanced đang chiếm ưu thế trong cuộc đua với WirlessMANAdvanced để trở thành công nghệ được ứng dụng rộng rãi cho 4G. LTEAdvanced đã có những cải tiến đáng kể so với thế hệ tiền 4G (LTE) cũng như các thế hệ trước nó, ví dụ như về băng thông cũng như tốc độ dữ liệu. Đồ án này trình bày về một số kĩ thuật nổi bậc được sử dụng trong hệ thống LTEAdvanced. Nội dung đồ án bao gồm 4 chương :Chương 1 : Lịch sử phát triển mạng di động và tổng quan về LTEAdvancedChương này đã giới thiệu về sự ra đời và phát triển của các thế hệ thông tin di động. Khái quát được các đặc điểm nổi bậc của LTEAdvanced.Chương 2 : Kỹ thuật đa truy cập đường xuống và đường lên trong LTEAdvancedTrình bày chi tiết về hai kỹ thuật đa truy cập đường xuống (OFDMA ) và kỹ thuật đa truy cập đường lên (SCFDMA ). Qua đó, chúng ta có thể thấy được các ưu nhược điểm của từng phương pháp. Đây là hai kỹ thuật đã được sử dụng trong gian đoạn tiền 4G với công nghệ LTE.Chương 3 : Kỹ thuật kết tập sóng mang (Carrier Aggregation ) trong LTEAdvancedTrong chương 3 chúng ta sẽ tìm hiểu một kỹ thuật hoàn toàn mới đã được đưa vào ứng dụng trong LTEAdvanced đó là kỹ thuật kết tập sóng mang. Đây là kỹ thuật mang tính đặc trưng nhất trong LTEAdvanced bởi vì nhờ nó mà LTEAdvanced sẽ đạt được những đặc điểm kỹ thuật vượt bậc như băng thông, tốc độ truyền dữ liệu để phù hợp với những yêu cầu của ITU đưa ra cho mạng 4G.Chương 4 : Đánh giá chỉ số PAPR trong hệ thống LTEAdvancedChương này chúng ta sẽ tìm hiểu về chỉ số công suất đỉnh trên công suất trung bình PAPR (Peak to Averrage Power Ratio) của hai phương pháp OFDMA và SCFDMA. Bằng mô phỏng matlab, chúng ta đã biết được tại sao LTEAdvanced vẫn tiếp tục sử dụng kỹ thuật SCFDMA cho đa truy cập đường lên.

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

LỜI MỞ ĐẦU

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ

DANH MỤC BẢNG BIỂU

EDGE Enhanced Data rates for GSM EvolutionESNRC Enhanced Signal to Noise Combining

FDMA Frequency Division Multiple Access

FDD Frequency Division Duplex

IMT-A International Mobile Telecommunications Advanced

LTE-A Long Term Evolution Advanced

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

QPSK Quadrature Phase Shift Keying

SCFDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access

SCME Spatial Channel Model Extended

TDSCDMA Time Division Synchronous Code Division Multiple Access

UE User Equipment

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

WLAN Wireless Local Area Network

LỜI MỞ ĐẦU

Hệ thống thông tin di động trên thế giới phát triển không ngừng, nhằm đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin ngày càng cao của người dùng Hệ thống LTE-Advanced có thể coi là hệ thống tiên tiến nhất hiện nay, nó đã được một số nước trên thế giới triển khai xây dựng và thương mại hóa Với tính tương đồng với các thế hệ trước đặc biệt là thế hệ tiền 4G (LTE), LTE-Advanced đang chiếm ưu thế trong cuộc đua với WirlessMAN-Advanced để trở thành công nghệ được ứng dụng rộng rãi cho 4G LTE-Advanced

đã có những cải tiến đáng kể so với thế hệ tiền 4G (LTE) cũng như các thế hệ trước nó, ví dụ như về băng thông cũng như tốc độ dữ liệu

Đồ án này trình bày về một số kĩ thuật nổi bậc được sử dụng trong hệ thống LTE-Advanced Nội dung đồ án bao gồm 4 chương :

Chương 1 : Lịch sử phát triển mạng di động và tổng quan về LTE-Advanced

Chương này đã giới thiệu về sự ra đời và phát triển của các thế hệ thông tin di động Khái quát được các đặc điểm nổi bậc của LTE-Advanced.

Chương 2 : Kỹ thuật đa truy cập đường xuống và đường lên trong LTE-Advanced

Trình bày chi tiết về hai kỹ thuật đa truy cập đường xuống (OFDMA ) và kỹ thuật đa truy cập đường lên (SC-FDMA ) Qua đó, chúng ta có thể thấy được các ưu nhược điểm của từng phương pháp Đây là hai kỹ thuật đã được sử dụng trong gian đoạn tiền 4G với công nghệ LTE.

Chương 3 : Kỹ thuật kết tập sóng mang (Carrier Aggregation ) trong LTE-Advanced

Trong chương 3 chúng ta sẽ tìm hiểu một kỹ thuật hoàn toàn mới đã được đưa vào ứng dụng trong LTE-Advanced đó là kỹ thuật kết tập sóng mang Đây là kỹ thuật mang tính đặc trưng nhất trong LTE- Advanced bởi vì nhờ nó mà LTE-Advanced sẽ đạt được những đặc điểm kỹ thuật vượt bậc như băng thông, tốc độ truyền dữ liệu để phù hợp với những yêu cầu của ITU đưa ra cho mạng 4G.

Chương 4 : Đánh giá chỉ số PAPR trong hệ thống LTE-Advanced

Chương này chúng ta sẽ tìm hiểu về chỉ số công suất đỉnh trên công suất trung bình PAPR (Peak to Averrage Power Ratio) của hai phương pháp OFDMA và SC-FDMA Bằng mô phỏng matlab, chúng ta đã biết được tại sao LTE-Advanced vẫn tiếp tục sử dụng kỹ thuật SC-FDMA cho đa truy cập đường lên Trong quá trình hoàn thành đồ án này, tuy đã có nhiều cố gắng nhưng vẫn

còn nhiều thiếu sót Rất mong quý thầy cô chỉ bảo thêm

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong khoa Điện tử - Viễn thông, đặc

biệt là thầy Tăng Tấn Chiến đã nhiệt tình hướng dẫn để em hoàn thành tốt đồ án này

CHƯƠNG 1

SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG DI ĐỘNG

VÀ TỔNG QUAN VỀ LTE-ADVANCED

1.1 Giới thiệu chương

Các thế hệ mạng thông tin di động nối tiếp nhau phát triển trên nền công nghệ truyềnthông không dây liên tục đổi mới để đáp ứng nhu cầu tương tác, làm việc, giải trí ngàycàng cao của người dùng Nhu cầu về tốc độ truyền dữ liệu, khả năng bảo mật, dunglượng, chất lượng… của dịch vụ ngày càng lớn Vì vậy việc ra đời của các hệ thống2G,3G,4G là để đáp ứng các nhu cầu này Ở chương này ta sẽ tập trung vào sự ra đời vàphát triển của mạng thông tin di động từ 2G lên 4G, đồng thời trình bày tổng quan về hệthống LTE-Advanced

1.2 Sự phát triển của mạng thông tin di động từ 2G lên 4G

Hình 1.1 Các thế hệ mạng di động toàn cầu

1.2.2 Mạng thông tin di động 3G

Là thế hệ truyền thông di động thứ ba, tiên tiến hơn hẳn các thế hệ trước đó Nó chophép người dùng di động truyền tải cả dữ liệu thoại và dữ liệu ngoài thoại (tải dữ liệu, gửiemail, tin nhắn nhanh, hình ảnh, âm thanh, video clips … Nó đặc trưng bới tốc đọ truyền

dữ liệu cao, dung lượng lớn, tăng hiệu quả sử dụng phổ tầng và nhiều cải tiến đáng kểkhác

Công nghệ 3G cũng được nhắc đến như là một chuẩn IMT-2000 của Tổ chức Viễnthông Thế giới (ITU) Ban đầu 3G được dự kiến là một chuẩn thống nhất trên thế giới,nhưng trên thực tế, thế giới 3G đã bị chia thành 4 phần riêng biệt : UMTS, CDMA2000,TD-SCDMA và WIDEBAND-CDMA

- UMTS: dựa trên công nghệ truy cập vô tuyến W-CDMA, là giải pháp nói chungthích hợp với các nhà khai thác dịch vụ di động (Mobile network operator) sử dungGSM, tập trung chủ yếu ở châu Âu và một phần châu Á (trong đó có Việt Nam).UMTS được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP Tốc độ truyền dữ liệu tối đa là1920Kbps nhưng thực tế tốc độ này là 384Kbps

- CDMA2000: là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G, cung cấp tốc độ dữ liêu từ 144kbit/s tới trên 3 Mbit/s

- TD-SCDMA: là chuẩn ít được biết đến hơn, được phát triển riêng tại Trung Quốcbởi công ty Datang và Siemens

- WIDEBAND-CDMA: Hỗ trợ tốc độ giữa 384 kbit/s và 2 Mbit/s Giao thức nàyđược dùng trong một mạng diện rộng WAN, tốc độ tối đa là 384 kbit/s Khi nó dùngtrong một mạng cục bộ LAN, tốc độ tối đa chỉ là 1,8 Mbit/s.

Để cải tiến tốc độ dữ liệu của mạng 3G hai kĩ thuật HSUPA và HSDPA đã được đềnghị Khi 2 kĩ thuật này được triễn khai người ta gọi chung là HSPA và nó được biết đếnnhư mạng 3,5G

- HSUPA: kĩ thuật này cho phép tăng tốc độ upload thông tin tối đa là 5,8Mbps

- HSDPA: kĩ thuật này cho phép download thông tin với tốc độ tối đa là 14,4Mbps,nhưng thực tế thì nó chỉ đạt được 1,8Mbps và tốt nhất là 3,6Mbps

1.2.3 Mạng di động tiền 4G-LTE (3,9G)

Hai công nghệ là LTE và WiMax đã được một số nhà mạng trên thế giới triển khaixây dựng họ gọi đó là 4G nhưng thật sự chưa được ITU công nhận nên nó được biết đếnnhư công nghệ 3,9G Các đặc điểm chính của mạng di động tiền 4G dựa trên công nghệLTE: tốc độ truyền dữ liệu, dải tần co giản được, đảm bảo hiệu suất khi di chuyển, giảm

độ trễ ở mặt phẳng người dùng, giảm độ trễ trên mặt phẳng người sử dụng và các mặtphẳng điều khiển

- Tốc độ truyền dữ liệu : dung lượng truyền trên kênh đường lên có thể đạt tối đa là50Mbps và đường xuống là 100Mbps đối với băng thông 20MHz

- Dải tần co giản được: dải tần vô tuyến của hệ thống LTE có khả năng mở rộng từ1.4MHz ; 3MHz ; 5MHz ; 10MHz đến 20 MHz Nó cho thấy sự linh hoạt trong việc sửdụng băng thông

- Đảm bảo hiệu suất khi di chuyển: tùy thuộc vào băng tần mà LTE tối ưu hóa hiệusuất cho thiết bị đầu cuối Khi thiết bị đầu cuối di chuyển với vận tốc từ 0-15Km/h thìhiệu suất là tối ưu, vẫn hỗ trợ hiệu suất cao đối với vận tốc 15-20Km/h, đối với vận tốctrên 120Km/h thì hệ thống vẫn duy trì được kết nối trên toàn mạng

- Giảm độ trễ ở mặt phẳng người sử dụng: hiện nay rất nhiều ứng dụng yêu cầu thờigian thực nhưng nhược điểm của các mạng tổ ong là độ trễ đường truyền cao hơn nhiều

so với các mạng dây cố định

Yêu cầu độ trễ trên giao tiếp vô tuyến đối với mạng LTE là khoảng chừng 5ms để độtrễ truyền từ UE này đến UE khác tương đương với độ trễ ở các mạng dây cố định.

- IP: một trong những tính năng đáng kế nhất của mạng LTE đó là sự chuyển dịchđến mạng lõi hoàn toàn dựa trên IP Chúng cho phép cung cấp các dịch vụ linh hoạt hơn

và sự liên hoạt động đơn giản với các mạng di động khác

- Đồ phủ sóng: LTE cung cấp tối ưu về lưu lượng người dùng,độ di động và hiệu suấtphổ trong vòng bán kính 5km khi phạm vi tăng lên đến 30km thì lưu lượng người dùng

sẽ giảm nhẹ nhưng hiệu suất phổ thì bị giảm 1 cách đáng kể, tuy nhiên nó vẫn có thể chấpnhận được

- Các kĩ thuật MIMO, OFDMA, SC-FDMA được sử dụng trong mạng LTE thay vìCDMA như trong mạng 3G

1.2.4 Mạng thông tin di động 4G

Là công nghệ truyền thông không dây thế hệ thứ tư, cho phép truyền tải dữ liệu vớitốc độ tối đa trong điều kiện lý tưởng lên tới 1 - 1,5 Gbit/s Là chuẩn tương lai của cácthiết bị không dây Điện thoại 4G có thể nhận dữ liệu với tốc độ 100 Mbit/s khi di chuyển

và tới 1 Gbit/s khi đứng yên, cũng như cho phép người sử dụng có thể tải và truyền lêncác hình ảnh, video clips chất lượng cao Và trong tương lai, mạng di động LTEAdvance, WiMax (nhánh khác của 4G)… sẽ là những thế hệ tiến bộ hơn nữa, cho phépngười dùng truyền tải các dữ liệu HD, xem tivi tốc độ cao, trải nghệm web tiên tiến hơncũng như mang lại cho người dùng nhiều tiện lợi hơn nữa từ chính chiếc di động củamình

1.3 Tổng quan về LTE-Advanced (Long Term Evolution- Advanced)

Hệ thống thông tin di động 4G đã được khai thác và phát triển tại 1 số quốc gia pháttriển trên thế giới từ năm 2012 Với tính tương đồng với các thế hệ trước đặc biệt là thế

hệ tiền 4G (LTE), LTE-Advanced đang chiếm ưu thế trong cuộc đua với Advanced để trở thành công nghệ được ứng dụng rộng rãi cho 4G

WirlessMAN-LTE-Advanced thực chất chỉ là bảng nâng cấp của LTE nhằm hướng đến thỏa mãncác yêu cầu của IMT-Advanced Việc nâng cấp này thê hiện rõ ở chỗ các công nghệ được

sử dụng trong LTE cũng được sử dụng trong LTE-Advanced (OFDMA, SC-FDMA,

MIMO,…) Nhưng đã có 1 số cải tiến để phát huy tối đa hiệu quả sử dụng của nó nhưMIMO tăng cường sử dụng cấu hình cao hơn (8x8 MIMO), đồng thời LTE-Advancedcòn sử dụng thêm nhiều kĩ thuật mới để nâng cao đặc tính : kết tập sóng mang, trạmchuyển tiếp, đa anten cải tiến, phối hợp đa điểm, mạng không đồng nhất.

1.3.1 Yêu cầu thiết kế của LTE-Advanced

1.3.1.1 Các thông số chính

Các yêu cầu Đáp ứng của LTE-Advanced Tốc độ đường xuống đỉnh 1Gbps

Tốc độ đường lên đỉnh 500Mbps Khả năng cung cấp phổ Lên đến 100MHz Thời gian chờ (mặt phẳng người

dùng)

10ms Thời gian chờ (mặt phẳng điều

khiển)

50ms Hiệu suất phổ đỉnh ở đường xuống 30bps/Hz (8x8) Hiệu suất phổ đỉnh ở đường lên 15bps/Hz (4x4) Hiệu suất phổ trung bình ở đường

xuống

2.6bps/Hz (4x2)

Hiệu suất phổ trung bình ở đường

Bảng 1.1 Các thông số chính của LTE-Advanced yêu cầu

1.3.1.2 Kiến trúc mạng của LTE-Advanced

Hình 1.2 Kiến trúc mạng của LTE-Advanced

- UE: là thiết bị đầu cuối Các chức năng của UE là nền tảng cho các ứng dụng truyềnthông, duy trì và loại bỏ các liền kết thông tin người dùng cần.

- eNB (eNodeB) : có tên là Evolved NodeB dựa trên chuẩn 3GPP là trạm gốc đượctăng cường mới Là trạm BTS tăng cường cung cấp giao diện không gian và thực hiệnquản lý tài nguyên vô tuyến cho hệ thống này Nó nén IP header và mã hóa dữ liệu ngườidùng Sự chọn lọc của một MME khi không có định tuyến tới một MME nào tại thờiđiểm UE attach, thì nó có thể xác định nhờ thông tin được cấp bởi UE Định tuyến dữliệu phẳng người dùng hướng tới cổng dịch vụ Serving Gateway Lập lịch và truyền dẫnthông tin quảng bá Lập lịch và truyền dẫn những thông báo tìm gọi Cấu hình phép đo vàbáo cáo phép đo sự lưu động và sự lập trình

- S-GW (Serving Gateway): là vị trí kết nối của giao tiếp dữ liệu gói với E-UTRAN

Nó có chức năng là : SWG có chức năng định tuyến và hướng các gói dữ liệu ngườidùng, E-UTRAN ngừng bộ đệm gói downling và bắt đầu mạng thúc đẩy yêu cầu của dịch

vụ khi các UE ở trạng thái rỗi thì SWG sẽ kết thúc đường dữ liệu downling và kích hoạttìm gọi khi mà dữ liệu của downling chuyển tới UE Quản lý và lưu trữ các văn cảnh của

LTE-sơ thuê bao và dịch vụ kết nối, quản lý tính di động, quản lý hồ LTE-sơ thuê bao và dịch vụkết nối

- PCRF (Policy and Charging Rules Funtion) : là chính sách và tính cước tài nguyên,

là phần tử chịu trách nhiệm về chính sách và điều khiển tính cước PCRF là một máy chủ

và thường được đặt với các phần tử CN khác tại các trung tâm điều hành chuyển mạch

1.3.2 Các kỹ thuật nỗi bậc được sử dụng trong LTE-Advanced

1.3.2.1 Kỹ thuật OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)

Hình 1.3 Kĩ thuật OFDM

Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số trực giao được sử dụng trong đa truy cậptheo đường xuống của LTE-Advanced Kỹ thuật này có nhiều ưu điểm nỗi bậc như : hiệuquả trong việc sử dụng băng tần, chống nhiễu xuyên kí tự, chống được nhiều liên sóngmang… Ngoài ra nó còn có thế thay đổi tốc độ truyền tải đường lên và xuống một cách

dễ dàng nhờ vào việc thay đổi số lượng sóng mang được sử dụng

1.3.2.2 Kỹ thuật SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access)

Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số sóng mang đơn được LTE-Advanced sửdụng cho đa truy cập đường lên Ưu điểm của kỹ thuật này so với OFDMA là tỉ số PAPR(tỉ số công suất đỉnh trên công suất trung bình) nhỏ hơn, dẫn đến việc tiêu thụ công suất ởthiết bị đầu cuối ít hơn tăng tính di động cho thiết bị

1.3.2.3 Kỹ thuật MIMO tiên tiến

Hình 1.4 Sơ đồ hệ thống MIMO

Là kỹ thuật đa anten thu và phát được LTE-Advanced tiếp tục sử dụng vì hiệu quảcủa nó rất cao Hai đặc tính nổi bậc của MIMO trong LTE-Advanced là ghép kênh không

gian và phát phân tập.Với cấu hình 8x8 ở đường lên và 4x4 ở đường xuống Advanced đã đạt được hiệu suất phổ đỉnh như yêu cầu (hiệu suất phổ đường xuống là30bps/Hz và 15bps/Hz ở đường lên).

LTE-1.3.2.4 Kỹ thuật kết tập sóng mang (Carrier Aggregation)

Kỹ thuật kết tập sóng mang được LTE-Advanced áp dụng để tăng băng thông và do

đó làm tăng tốc độ bit Nhờ đó mà LTE-Advanced đạt được yêu cầu về băng thông và tốc

độ truyền dẫn dữ liệu Nó được xem như là một trong những kỹ thuật đặc trưng nhất củaLTE-Advanced

Hình 1.5 Kĩ thuật kết tập sóng mang

Để tăng độ rộng băng tần mà vẫn duy trì được tính tương thích phổ(không bị nhiễusóng mang) nhờ vào việc sử dụng kỹ thuật kết tập sóng mang, trong đó nhiều sóng mangcon được kết hợp với nhau để cung cấp độ rộng băng tần cần thiết Các sóng mang thànhphần có thể có băng thông là 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz và tối đa chỉ có 5 sóng mang thànhphần được kết hợp, từ đó băng thông kết hợp có thể lên tới 100MHz Tùy thuộc vào độrộng băng tần sẵn có mà LTE-Advanced có thể áp dụng kỹ thuật kết tập sóng mang liền

kề hay không liền kề

1.3.2.5 Truyền dẫn đa điểm phối hợp (Coordinated Multi-Point Transmission )

Mục tiêu về tốc độ số liệu của LTE-Advanced yêu cầu sự cải thiện đáng kể về tỉ lệ tínhiệu trên tạp âm và can nhiễu ở thiết bị đầu cuối Định dạng chùm là một cách Ở cácmạng hiện tại, nhiều anten nằm phân tán về mặt địa lý kết nối đến một đơn vị xử lý bănggốc trung tâm được sử dụng nhằm đem lại hiệu quả về chi phí Hệ thống phối hơp có 1nút nguồn phân phát 1 bản tin đến một số nút chuyển tiếp Các nút này gửi lại tín hiệu đãđược xử lý đến nút đích Nút đích kết hợp và sử dụng phân tập tín hiệu thu được từ cácnút chuyển tiếp và từ nút nguồn để nhận được tín hiệu thu

Hình 1.6 Hệ thống phối hợp có 2 nút chuyển tiếp

Lợi ích của hệ thống CoMP trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ:

+ Tăng hiệu quả sử dụng mạng: bằng việc cung cấp kết nối tới nhiều trạm cùng lúc,

dữ liệu có thể tận dụng tối ưu tài nguyên của các trạm thu phát đó

+ Nâng cao chất lượng thuê bao: sử dụng nhiều tế bào mạng trên 1 thuê bao sẽ tăngkhả năng thu nhận và giảm đáng kể việc mất kết nối

+ Giảm nhiễu: Hệ thống này giúp cải thiện đáng kể về tỉ lệ tín hiệu trên tạp âm và cannhiễu ở thiết bị đầu cuối

1.3.3 So sánh giữa LTE và LTE-Advanced

Tốc độ số liệu đỉnh đường xuống 326 Mbps 1 Gbps

Tốc độ số liệu đỉnh đường lên 86 Mbps 500 Mbps

Hiệu suất sử dụng phổ tần(bps/Hz) ở

đường xuống

16.3 (4x4 MIMO) 30 (8x8 MIMO) Hiệu suất sử dụng phổ tần(bps/Hz) ở

đường lên

4.32 (SISO) 15 (4x4 MIMO)

Bảng 1.2 Bảng so sánh LTE với LTE-Advanced

1.4 Kết luận chương

Ở chương này chúng ta đã sơ lược về lịch sử phát triển của các thế hệ di động Cáccông nghệ của các thế hệ tương ứng, trong đó công nghệ vượt trội hơn cả chính là LTE-Advanced Chúng ta sẽ đi vào chi tiết hơn về các kỹ thuật được sử dụng chủ yếu trongLTE-Advanced ở các chương tiếp theo

CHƯƠNG 2

KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP ĐƯỜNG XUỐNG

VÀ ĐƯỜNG LÊN TRONG LTE-ADVANCED 2.1 Giới thiệu chương

Để hiểu rõ hơn về hai kỹ thuật đa truy cập đường xuống (OFDMA) và đa truy cậpđường lên SC-FDMA, trong chương này chúng ta sẽ đi sâu phân tích đánh giá các ưunhược điểm của hai kỹ thuật này

2.2 Kỹ thuật đa truy cập đường xuống

2.2.1 Giới thiệu chung về OFDMA

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) : đa truy cập phân chiatheo tần số trực giao đã được LTE-Advanced sử dụng cho đa truy cập đường xuống

Hình 2.1 Sơ đồ hệ thống OFDMA

Đầu tiên, dữ liệu vào tốc độ cao được chia thành nhiều dòng dữ liệu song song tốc độthấp hơn nhờ bộ chuyển đổi nối tiếp/song song(S/P: Serial/Parrallel) Mỗi dòng dữ liệusong song sau đó được mã hóa sử dụng thuật toán sửa lỗi tiến (FEC ) và được sắp xếptheo một trình tự hỗn hợp Những symbol hỗn hợp được đưa đến đầu vào của khốiIDFT.Khối này sẽ tính toán các mẫu thời gian tương ứng với các kênh nhánh trong miềntần số Sau đó, khoảng bảo vệ được chèn vào để giảm nhiễu xuyên ký tự ISI do truyềntrên các kênh di động vô tuyến đa đường Cuối cùng thực hiện điều chế cao tần, khuếchđại công suất và phát đi từ anten

Trong quá trình truyền, trên các kênh sẽ có các nguồn nhiễu tác động đến như nhiễuGausian trắng (Additive White Gaussian Noise-AWGN),…

Bên phía thu, tín hiệu thu được chuyển xuống tần số thấp và tín hiệu rời rạc nhận được sau bộ D/A thu Khoảng bảo vệ được loại bỏ và các mẫu được chuyển đổi từ miền thời gian sang miền tần số bằng phép biến đổi FFT (khối FFT) Sau đó, tùy vào sơ đồ điều chế được sử dụng, sự dịch chuyển về biên độ và pha của các sóng mang con sẽ đượcsắp xếp ngược trở lại và được giải mã Sau cùng, chúng ta nhận lại được dòng dữ liệu nốitiếp ban đầu sau khi chuyển từ song song về nối tiếp

2.2.1.1 Chức năng của từng khối

- Khối S/P : chuyển đổi các luồng dữ liệu bit nhị phân từ nối tiếp thành song song

để giảm tốc độ đưa vào bộ điều chế

- Khối FFT và IFFT : Khối thực hiện chức năng biến đổi DFT/IDFT được dùng đểthay thế toàn bộ các bộ tạo dao động sóng sin, bộ điều chế, giải điều chế dùng trong mỗikênh phụ FFT/IFFT được xem là một thuật toán giúp cho việc thực hiện phép biến đổiDFT/IDFT nhanh và gọn hơn bằng cách giảm số phép nhân phức khi thực hiện phép biếnđổi DFT/IDFT và giúp tiết kiệm bộ nhớ bằng cách tính tại chỗ

Hình 2.2 Sơ đồ khối FFT và IFFT

- Khối chèn khoảng bảo vệ nó có chức năng chèn các khoảng bảo vệ giữa các symboltrong OFDM để tránh nhiễu liên kí tự

- Khối P/S : khối này có nhiệm vụ ghép các giá trị thực thu được thành một chuỗitheo đúng thứ tự ban đầu khi ta ghép tất cả giá trị thực này trên miền thời gian nó sẽ tạothành 1 đường bao tín hiệu OFDMA

Hình 2.3 Đường bao tín hiệu OFDMA

2.2.1.2 Truyền tín hiệu giữa các khối trong OFDMA

Hình 2.4 Sơ đồ truyền dữ liệu trong khối OFDMA

Tín hiệu được truyền từ máy phát qua bộ S/P chuyển thành N chuỗi tín hiệu songsong,sau đó từng chuỗi tín hiệu con này qua mỗi bộ điều chế,ngõ ra các bộ điều chế sẽthu được một chuỗi số phức X0,X1,…,XN-1 Chuỗi này có dạng như sau :

(2.1)

Với Ts là chu kì của tín hiệu và fk là tần số các sóng mang

Do

n k s k s

k n f nT f tf

fnN

(2.2) Nên ta có thể viết lại :

} ) f sin2 f

cos2 ).(

( { Re N

1 {x(n)}

Re )

0

n n

k k

N

k

t j

t jB

A n

2 cos (

k

n k

cos2 (

N

1 ) (

(2.5)

Ở bên phía máy thu sẽ thực hiện các quá trình ngược lại (biến đổi A/D,lọc khoảng bảo vệ rồi qua khối FFT được giải điều chế và biến đổi song song thành nối tiếp nhờ khối (P/S) để thu được tín hiệu như ban đầu.

2.2.2 Các đặc điểm nổi bậc của kỹ thuật OFDMA

Công thức biền đổi của thuật toán DFT :

n

j N kn

e n x k

(2.6) Với k = 0,1,…… ,N-1

Công thức của thuật toán IDFT là :

(2.7) Không dừng ở đó, các thuật toán DFT/IDFT vẫn còn tính toán khá lâu không thể đáp ứng được thời gian thực,với thời gian tính của phép DFT gồm :

+ Thời gian thực hiện phép nhân số phức

+ Thời gian thực hiện phép cộng số phức

+ Thời gian đọc các hệ số

+ Thời gian truyền số liệu

Trong đó thời gian thực hiện phép nhân số phức là đáng quan tâm nhất Vì thế người ta phải giảm

số lượng phép tính nhanh nhằm đảm bảo được thời gian thực cho kênh truyền, ở đây thuật toán FFT/IFFT được sử dụng để thay thế cho DFT/IDFT Thuật toán FFT/IFFT giúp cho việc tính toán nhanh và đơn giản hơn rất nhiều.

2.2.2.2 Phương pháp chống nhiễu liên kí tự

Trong đường truyền vô tuyến, tín hiệu cao tần từ máy phát có thể bị phản xạ từ cácvật cản như đồi, nhà cửa, xe cộ…sinh ra nhiều đường tín hiệu đến máy thu, dẫn đến lệchpha giữa các tín hiệu đến máy thu làm cho biên độ tín hiệu thu bị suy giảm

Hình 2.5 Tín hiệu bị phản xạ trên đường truyền Chính các thành phần trễ truyền làm cho các symbol liền kề nhau chồng lấn lên nhau ở phía máy thu, tại máy thu sẽ là chồng chập các tín hiệu từ nhiều đường khác nhau Hiện tượng này gọi là nhiễu liên kí tự ISI (Inter Symbol Interference) Thời gian trễ truyền (trải trễ) được tính theo công thức (τ =

∆s/c), với khoảng thời gian của một mẫu tín hiệu thì đây là một khoảng chênh lệch rất đáng kể.

Hình 2.6 Ảnh hưởng của nhiễu liên kí tự

Để giải quyết vấn đề này người ta dùng phương pháp chèn khoảng bảo vệ giữa hai symbol liền kề nhau Khoảng bảo vệ là bản copy tuần hoàn theo chu kỳ, làm mở rộng chiều dài của dạng sóng ký hiệu Mỗi ký hiệu khi chưa bổ sung khoảng bảo vệ, có chiều dài bằng kích thước IFFT (được sử dụng để tạo tín hiệu) bằng một số nguyên lần chu kỳ của sóng mang phụ đó Do vậy việc đưa vào các bản copy của kí hiệu nối đuôi nhau tạo thành một tín hiệu liên tục, không có sự gián đoạn ở chỗ nối Như vậy việc sao chép đoạn cuối của ký hiệu và đặt nó vào điểm bắt đầu của mỗi ký hiệu đã tạo ra một khoảng thời gian

ký hiệu dài hơn.

Hình 2.7 Chèn khoảng bảo vệ vào giữa 2 symbol

Không có phương pháp nào là trọn vẹn, khi ta chèn khoảng bảo vệ thì vấn đề về hiệu suất băng tần lại bị ảnh hưởng Vì vậy việc chèn khoảng bảo vệ cần được hạn chế để đảm bảo hiệu suất sử dụng băng tần, đồng thời nó phải dài hơn khoảng trải trễ để có thể loại bỏ được nhiễu liên kí tự.

2.2.2.3 Ưu điểm và nhược điểm của điều chế trong OFDMA

Có hai phương pháp được sử dụng để điều chế trong kỹ thuật OFDMA là M-QAM và M_PSK Mỗi cái đều có mỗi thế mạnh riêng, tùy vào các trường hợp cụ thể khác nhau mà người ta áp dụng kiểu điều chế nào.

Điều chế PSK(Phase Shift Keying) là phương thức điều chế mà pha của tín hiệu sóng mang cao tần biến đổi theo tín hiệu băng gốc.

+ Ưu điểm : biên độ của tín hiệu khồng đổi trong quá trình truyền dẫn, nên vấn đề khuếch đại trước khi truyền đi là dễ dàng và hiệu quả hơn Đặc biệt là trong thông tin di động công suất truyền bị khống chế Khi số pha tăng lên thì cho phép giảm tốc độ bit truyền nhưng vẫn đảm bảo được dung lượng cho trước, điều này sẽ làm giảm băng thông, cho phép truyền được nhiều kênh thông tin.

+ Nhược điểm : khi số pha tăng lên (M lớn) thì các tổ hợp bit sẽ càng gần nhau hơn, nghĩa là sẽ làm tăng khả năng mắc lỗi của hệ thống Do đó để đảm bảo được chất lượng người ta phải tăng công suất truyền.

Điều chế M-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) : là phương pháp điều chế kết hợp giữa điều chế biên độ và điều chế pha hay còn gọi là điều chế biên độ cầu phương.

+ Ưu điểm : nhờ có biên độ thay đổi mà các trạng thái của sóng mang đã cách xa nhau, do vậy khả năng mắc lỗi sẽ giảm ngoài ra nó còn yêu cầu băng tần thấp nên sử dụng hiệu quả băng tần truyền dẫn.

+ Nhược điểm : trong phương pháp điều chế này méo phi tuyến và méo xuyên kênh tăng, tỉ lệ lỗi bit tăng nếu tỉ số tín hiệu trên tạp âm không đổi đồng thời bộ điều chế cũng sẽ phức tạp hơn so với các phương pháp điều chế riêng lẻ Do biên độ của các tín hiệu thay đổi nên dùng QAM sẽ gặp khó khăn khi phải truyền công suất lớn (do tỉ số giữa công suất tín hiệu max/min khi truyền đi là lớn hơn 1) Cụ thể là

để khuếch đại tín hiệu nhỏ tốt thì các tín hiệu lớn khi đi qua bộ khuếch đại sẽ làm nó làm việc ở chế độ bão hòa nên đầu ra bộ khuếch đại sẽ bị méo Ngược lại để khuếch đại tín hiệu lớn mà không bị méo thì điểm làm việc của nó phải gần với gốc tọa độ, điều này làm hiệu suất bộ khuếch đại giảm đáng kể.

2.2.3 Ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật OFDMA

2.2.3.1 Ưu điểm

Tăng hiệu quả sử dụng băng thông, nhờ các sóng mang con trực giao với nhau nên tiết kiệm đáng kể lượng băng tần sử dụng.

Hình 2.8 Ưu thế của OFDMA trong việc sử dụng hiệu quả băng thông

Bền vững với fading chọn lọc tần số do các kí hiệu có băng thông hẹp nên mỗi sóngmang phụ chỉ chịu ảnh hưởng của fading phẳng

Chống được ảnh hưởng của nhiễu liên kí tự ISI do chu kỳ ký hiệu dài hơn cùng vớiviệc chèn thêm khoảng bảo vệ cho mỗi ký hiệu OFDM Rất hiệu quả trong các môitrường truyền dẫn đa đường

Sự phức tạp của máy phát và máy thu giảm đáng kể nhờ sử dụng FFT và IFFT Điềunày giúp OFDMA chứng tỏ được những ưu điểm của nó trên các hệ thống thông tin diđộng, vừa đáp ứng được nhu cầu về tốc độ đồng thời hệ thống lại đơn giản hơn, rất phùhợp với thực tế

Với chuẩn OFDM thì việc truyền tới các thiết bị đầu cưới bị hạn chế và có thể bị thuhẹp băng tần gây ra nhiễu và fading, chính nguyên nhân này mà 3GPP đã sử dụngOFDMA kết hợp với đa truy caapk phân chia theo thời gian cho đa truy cập đườngxuống

OFDMA cho phép các tập sóng mang con được cấp phát động giữa các UE khácnhau trên kênh truyền Nhờ đó mà hệ thống đã tăng được công suất giúp chống fading lựachọn tần số

Hình 2.9 OFDM và OFDMA trong miền tần số và thời gian

Kỹ thuật OFDMA chia băng tần thành nhiều các băng tần con mà mỗi băng tần con

cụ thể là một sóng mang con Sự khác biệt của OFDMA so với OFDM chính là mỗi trạmthuê bao không sử dụng hết toàn bộ không gian sóng mang con mà chúng được chia chonhiều UE sử dụng trong cùng một thời điểm Mỗi UE sẽ được cấp cho một hoặc một vàisóng mang con hay còn được gọi là kênh con hóa OFDMA xử lý rất thông minh, côngsuất phát chỉ phục vụ cho những sóng mang con đang được sử dụng Trong quá trìnhtruyền dẫn thì mỗi một UE sẽ được sử dụng một kênh riêng.OFDMA là một dạng cải tiếncủa kỹ thuật OFDM, nó là kỹ thuật đa truy cập vào kênh truyền của OFDM

- Tại máy thu, sẽ rất khó khăn trong việc quyết định vị trí định thời tối ưu để giảm ảnh hưởng của ICI, ISI

- Việc sử dụng khối chèn khoảng bảo vệ giúp tránh được nhiễu đa đường nhưng đồngthời nó cũng làm giảm hiệu suất của kênh truyền

- Tỉ số công suất đỉnh trên công suất trung bình PAPR (Peak to Average Power Ratio) là lớn vì tín hiệu OFDM là tổng của N thành phần được điều chế bởi các tần số khác nhau Khi các thành phần này đồng pha, chúng tạo ra ở ngõ ra một tín hiệu có biên

độ rất lớn Ngược lại, khi chúng ngược pha, chúng lại triệt tiêu nhau làm cho ngõ ra bằng

0 Chính vì vậy, ảnh hưởng PAPR trong hệ thống OFDM là rất lớn

2.3 Kỹ thuật đa truy cập cho đường lên

2.3.1 Sơ lược về kỹ thuật SC-FDMA

SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) : là kỹ thuật đa truycập phân chia theo tần số sóng mang đơn Các tín hiệu SC-FDMA có tỉ lệ PAPR tốt hơnOFDMA Đây là một trong những lý do chính để chọn SC-FDMA cho LTE-Advanced

2.3.2 Cấu trúc hệ thống SC-FDMA

Đây là một kỹ thuật đa truy cập mới, nó sử dụng phương pháp điều chế đơn sóngmang và cân bằng miền tần số Cấu trúc hệ thống của nó cũng tương tự như OFDMA chỉkhác là nó dùng cả hai thuật toán DFT/IDFT cho cả bên phát và bên thu

Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống SC-FDMA

2.3.2.1 Chức năng của từng khối

Khối constellation mapping : có nhiệm vụ chuyển các dòng bit dữ liệu đến thành các

kí hiệu đơn sóng mang (BPSK, QPSK hay là 16QAM )

Khối S/P converter : chuyển dòng dữ liệu từ nối tiếp sang song song để định dạng các

kí hiệu SC-FDMA trong miền thời gian vào các khối để đưa vào bộ FFT

Khối M-point DFT : làm nhiệm vụ chuyển tín hiệu từ miền thời gian sang miền tầnsố

Khối subcarrier mapping : có chức năng ánh xạ tín hiệu đầu ra của bộ DFT đến cácsóng mang con được chỉ định để truyền đi

Khối N-point IDFT : biến đổi các sóng mang con đã được ánh xạ về miền thời gian

để tiếp tục truyền đến khối tiếp theo

Khối cyclic prefix and pulse shaping : cyclic prefix có tác dụng tương tự như hệthống OFDMA đồng thời nó còn có tác dụng triệt nhiễu liên kí tự

Khối RFE : có chức năng chuyển đổi tín hiệu từ số thành tương tự để phát đi

2.3.2.2 Đường truyền tín hiệu trong SC-FDMA

Hình 2.11 Sơ đồ đường truyền tín hiệu của SC-FDMA

Đầu tiên các dòng dữ liệu đầu vào sẽ được chia thành từng khối, mỗi khối chứa Nsymbol Tiếp theo cho nó đi qua bộ N-point DFT (biến đổi fourier) để chuyển tín hiệunày sang miền tần số trước khi đi vào khối subcarrier mapper Lúc này kết quả đầu ra của

bộ N-DFT được ánh xạ lên một trong M sóng mang con trực giao với nhau (với điều kiệnN<M).

Với Q là một yếu tố mở rộng băng thông của chuỗi tín hiệu, nếu ta có N=M/Q đồngthời tất cả các thiết bị đầu cuối đều có N symbol trên một khối thì hệ thống có thể xử lýđược Q cuộc truyền tải cùng lúc mà k gây ra nhiễu xuyên kênh

Tiếp theo hoàn toàn tương tự như hệ thống OFDMA, khối M-point IDFT biến đổifourier ngược sẽ chuyển đổi biên độ của sóng mang con thành các tín hiệu phức hóatrong miền thời gian

Lúc này máy phát sẽ thực hiện xử lý tín hiệu qua hai hoạt động khác nhau trước khicho truyền đi đó là : chèn dải bảo vệ bằng cách chèn một tập hợp gồm các symbol (đượcgọi là tiền tố chu kì : cyclic prefix), nhằm làm cho thời gian của một mẫu kí hiệu dài hơn

để tránh nhiễu liên khối IBI (Inter Block Interference) Ngoài ra máy phát còn cho tínhiệu qua bộ lọc tuyến tính (pulse shaping) làm giảm năng lượng của tín hiệu ngoài băng.Thực chất thì chèn khoảng bảo vệ tức là copy phần cuối của mẫu kí hiệu về dán ởphần đầu của nó, nhằm một số mục đích sau : các tiền tố lặp (CP) hoạt động như mộtkhoảng thời gian bảo vệ giữa các mẫu tín hiệu liên tiếp nhau Để loại bỏ được nhiễu liênkhối thì độ dài của CP này phải lớn hơn thời gian trễ lan truyền lớn nhất hoặc xấp xỉ độdài của đáp ứng xung của kênh truyền

Sau đó để loại bỏ được méo xuyên kênh thì các tín hiệu nhận được từ khối DFT đượcchia ra cho các DFT của đáp ứng xung điểm thông minh hoặc sử dụng bộ cân bằng thíchứng miền tần số để loại bỏ nhiễu này

Máy thu sẽ chuyển đổi tín hiệu thu được qua miền tần số nhờ khối DFT và giải ánh

xạ các sóng mang con, sau đó sẽ thực hiện cân bằng trong miền tần số Hầu hết các kĩthuật cân bằng thông dụng, như bộ cân bằng lỗi bình phương trung bình nhỏ nhất(Minimum Mean Square Eror – MMSE), cân bằng phản hồi quyết định và cân bằngnhanh đều có thể áp dụng Sau khi cân bằng, một bộ IDFT sẽ biến đổi tín hiệu đơn sóngmang trở lại miền thời gian và một bộ tách sóng sẽ phục hồi các symbol ban đầu

2.3.3 Các đặc trưng của SC-FDMA

2.3.3.1 Ánh xạ sóng mang con

Khác với OFDMA, trong kỹ thuật SC-FDMA bước ánh xạ sóng mang con được thựchiện trong miền tần số chứ không phải trong miền thời gian Có hai phương pháp có thểthực hiện được việc ánh xạ này : ánh xạ tập trung hoặc ánh xạ phân tán

Localized FDMA (phương pháp tập trung) : thể hiện mỗi người dùng được truyền tậptrung trong miền tần số

Phân tập tần số : nhạy cảm với lỗi tần số, yêu cầu phải đồng bộ tất cả người dùng Ởchế độ Distributed subcarrier mapping(phân tán) , tín hiệu sau khi ra khỏi khối DFT của

dữ liệu đầu vào sẽ được phân bổ trên toàn bộ băng thông với zero chiếm các sóng mangcon không sử dụng

Với M là tổng số sóng mang con

N là số sóng mang con phân phối cho một user (Data Block Size)

Q là số user (Bandwidth Spreading Factor)

IFDMA là một trường hợp đặc biệt của kỹ thuật SC-FDMA và nó thật sự rất hiệuquả Trong đó các máy phát có thể điều chế đúng tín hiệu trong miền thời gian mà khôngcần đến khối IDFT và DFT Tùy thuộc vào các phương pháp ánh xạ sóng mang con nào

mà các symbol trong SC-FDMA được điều chế là khác nhau

Đối với IFDMA, thì the modulated time symbols chỉ đơn giản là một sự lặp lại củanhững symbols đầu vào gốc với yếu tố giãn rộng 1/Q và một chút dịch pha

Hai phương pháp DFDMA và LFDMA có cấu trúc symbol theo thời gian là giốngnhau Nên chúng ta có thể thấy sự biến động nhiều hơn và đỉnh cao hơn trong biên độ củaDFDMA và LFDMA

Hình 2.15 Sự khác nhau của subcarrier mapping trong miền thời gian và tần số

2.3.3.2 So sánh giữa OFDMA và SC-FDMA

Hình 2.16 So sánh OFDMA và SC-FDMA

Bên trái hình 2.16, M các sóng mang con 15kHz liền kề đã được đặt vào địa điểmmong muốn trong băng thông kênh và mỗi sóng mang con được điều chế với chu kỳ kýhiệu OFDMA là 66,7μs bởi một ký hiệu dữ liệu PSK Trong ví dụ này,bốn sóng mangcon, bốn ký hiệu được đưa ra song song Đây là các ký hiệu dữ liệu QPSK do đó chỉ cópha của mỗi sóng mang con là được điều chế và công suất của sóng mang con vẫn giữkhông đổi giữa các ký hiệu Sau một chu kỳ ký hiệu OFDMA trôi qua, các CP được chènvào và bốn ký hiệu tiếp theo được truyền đi song song Để cho hình ảnh nhìn được rõràng nên các CP được hiển thị như một khoảng trống, tuy nhiên, nó thực sự được lấp đầy

với một bản sao của sự kết thúc của ký hiệu tiếp theo, có nghĩa là công suất truyền dẫn làliên tục nhưng có một sự gián đoạn pha ở biên của ký hiệu Để tạo ra tín hiệu truyền đi,một IFFT được thực hiện trên mỗi sóng mang con để tạo ra M tín hiệu miền thời gian.Chúng lần luợt là vec tơ tổng hợp để tạo ra dạng sóng miền thời gian cuối cùng được sửdụng để truyền dẫn.

Sự tạo thành tín hiệu SC-FDMA được bắt đầu với một quy trình đứng trước đặc biệtprecoding rồi sau đó nó cũng tiếp tục một cách tương tự như OFDMA Tuy nhiên ta hãyxem hình bên phải của hình 2.16 Sự khác biệt ta thấy rõ ràng nhất ở đây chính làOFDMA truyền bốn kí hiệu dữ liệu QPSK song song trong mỗi sóng mang con, trong khi

đó SC-FDMA truyền bốn kí hiệu dữ liệu QPSK lần lượt qua bốn lần, với mỗi kí hiệu dữliệu chiếm khoảng băng thông là 60kHz (Mx15kHz)

Nhìn một cách tổng quát thì ta thấy, tín hiệu OFDMA thực chất là đa sóng mang vớimột kí hiệu dữ liệu trên mỗi sóng mang con, còn tín hiệu SC-FDMA xuất hiện nhiều hơnmột sóng mang đơn với mỗi kí hiệu dữ liệu được biểu diễn bằng một loạt tín hiệu Vì thếtrong SC-FDMA mỗi sóng mang con được cung cấp cho một băng thông rộng hơn, chính

lý do này giúp cho nó có tỉ số PAPR tốt hơn so với kĩ thuật OFDMA

2.3.4 Các ưu điểm và nhược điểm của SC-FDMA

bị giới hạn nên việc này là rất quan trọng

Kĩ thuật phân tách người dùng trực giao trong nhiều trường hợp mang lại lợi íchtrong việc chống nhiễu trong tế bào Nhưng việc cung cấp tức thời một lượng lờn tàinguyên về băng thông cho người dùng là không hiệu quả trong khi chính tốc độ dữ liệu bịgiới hạn bởi công suất truyền dẫn hơn là băng thông Trong những trường hợp này thì

băng thông sẽ được chia cho nhiều thiết bị đầu cuối và chúng truyền một cách song songvới nhau Chính vì thế mà đường lên trong LTE-Advanced bao gồm một thành phần đatruy cập trong miền tần số, hệ thống đường lên của LTE-Advanced nhiều khi cũng đượccoi như hệ thống SC-FDMA.

Khi mà PAPR được giảm xuống đồng nghĩa với việc công suất tiêu thụ trên các thiết

bị đầu cuối cũng được giảm xuống điều này giúp cho việc khuếch đại công suất hiệu quảhơn,thiết bị đầu cuối tiêu thụ pin lâu hơn và làm giảm được giá thành

Giảm được ảnh hưởng của hiệu ứng dịch tần Doppler dẫn đến tăng được khả năng didộng cho thiết bị đầu cuối so với OFDMA