OFDMA và SC FDMA của LTE

Trong chương này trước hết ta sẽ xét nguyên lý OFDM và ứng dụng của nó trong mô hình lớp vật lý OFDMA đường xuống của LTE. OFDM đã được tiếp nhận là sơ đồ truyền dẫn đường xuống cho LTE và cũng được sử dụng cho các công nghệ không dây băng rộng khác như WiMAX và các công nghệ truyền hình quảng bá DVB.

Chương 3 OFDMA VÀ SC-FDMA CỦA LTE

3.1 MỞ ĐẦU

Trong chương này trước hết ta sẽ xét nguyên lý OFDM và ứng dụng của nótrong mô hình lớp vật lý OFDMA đường xuống của LTE OFDM đã được tiếpnhận là sơ đồ truyền dẫn đường xuống cho LTE và cũng được sử dụng cho cáccông nghệ không dây băng rộng khác như WiMAX và các công nghệ truyền hìnhquảng bá DVB

Nhược điểm của điều chế OFDM và các phương pháp truyền dẫn đa sóngmang khác là sự thay đổi công suất tức thời của tín hiệu phát rất lớn dẫn đến tỷ sốgiữa công suất đỉnh và công suất trung bình (PAPR: Peak to Average Power) rấtlớn Điều này làm giảm hiệu suất của bộ khuyếch đại công suất và tăng giá thành

bộ khuyếch đại công suất Nhược điểm này rất quan trọng đối với đường lên vì các

MS phải tiêu thụ công suất thấp và có giá thành hạ

Nhiều phương pháp đã được đề xuất để giảm PAPR của tín hiệu OFDM,Tuy nhiên hầu hết các phương pháp này chỉ đảm bảo giảm PAPR ở mức độ khôngcao Ngoài ra các phương pháp này đòi hỏi tính toán phức tạp và giảm hiệu năngđường truyền Truyền dẫn đơn sóng mang băng rộng là một giải pháp truyền dẫn

đa sóng mang phù hợp cho đương lên nghĩa là cho máy phát của MS Tuy nhiêncần nghiên cứu xử lý méo dạng sóng tín hiệu xẩy ra trong môi trường thông tin diđộng do phađinh chọn lọc tần số LTE sử dụng một dạng điều chế cải tiến củaOFDM có tên gọi là DFTS-OFDM ( DFT Sprread OFDM: OFDM trải phổ bằngDFT) Đây một công nghệ đầy hứa hẹn cho thông tin đường lên tốc độ cao trongcác hệ thống thông tin di động tương lai DFTS-OFDM có hiệu quả thông lượng

và độ phức tạp tương tự như OFDM Ưu điểm chính của của DFTS-OFDM là tỷ

số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR: Peak to Average Power Ratio)thấp hơn OFDM DFTS-OFDM LTE sử dụng DFTS-OFDM cho đa truy nhậpđường lên với tên gọi là SC-FDMA Chương này xét nguyên lý của DFTS-OFDM

và SC-FDMA ứng dụng trong LTE

3.2 TÓM TẮT NGUYÊN LÝ OFDM

Truyền dẫn OFDM là một kiểu truyền dẫn đa sóng mang Sau đây là một sốđặc trưng quan trọng cuả OFDM:

MC-WCDMA (MC-WCDMA đa sóng mang) băng thông 20MHz sử dụng 4 sóngmang với mỗi sóng mang có băng tần là 5MHz, thì với băng thông như vậy

OFDM có thể sử dụng 2048 sóng mang với băng thông sóng mang con15MHz

con liền kề bằng đại lượng nghịch đảo của thời gian ký hiệu điều chế sóngmang con (hình 3.1) Vì thế các sóng mang con của OFDM được đặt gầnnhau hơn so với FDMA

Hình 3.1 Ký hiệu điều chế và phổ của tín hiệu OFDM

Ta ký hiệu N là tổng số sóng mang con của hệ thống truyền dẫn OFDM và

P là số sóng mang con mà một máy phát trong hệ thống có thể sử dụng Sơ đồkhối phát thu của hệ thống OFDM được cho trên hình 3.2 Hoạt động của hệthống OFDM trên hình 3.2 như sau

Hình 3.2 Sơ đồ khối của một hệ thống OFDM

Các khối ký hiệu điều chế thông thường (QPSK hay 16- QAM chẳng hạn)gồm P ký hiệu điều chế (ký hiệu là X X0, 1, ,X P−1) được đưa qua bộ biến đổi nốitiếp vào song song (S/P) để được P luồng song song với độ dài ký hiệu của mỗiluồng bằng TFFT, trong đó TFFT được gọi là độ dài hiệu dụng của một ký hiệuOFDM Mỗi ký hiệu điều chế Xi (i=0,1,…,P-1) có giá trị phức thể hiện phổ rời rạccủa sóng mang con thứ i trong số N sóng mang con của hệ thống Các sóng mangcon được điều chế X X0, 1, ,X P−1 được kết hợp với N-P sóng mang con rỗng (bằngkhông) để tạo nên tập {Xi} (i=0,1,…, N-1) giá trị phức và được đưa lên N đầu vàocủa bộ biến đổi fourier nhanh ngược (IFFT) IFFTcho ra N sóng mang con trongmiền thời gian {xi} (i=0,1,…, N-1) Các sóng mang con trong miền thời gian nàyđược thể hiện ở các mẫu rời rạc với tần số lấy mẫu fs=N∆f= . 1

T T

đầu ra IFFT được biểu diễn ở dang các mẫu rời rạc Sóng mang con thứ i tại thờiđiểm k trong miền thời gian được xác định như sau:

xi,k =

i

N 1 j2 m

N i,k

…,N) là mẫu thứ m của tín hiệu được lấy mẫu với thời gian lấy mẫu Ts=TFFT/Ntương ứng với tần số lấy mẫu fs= N/TFFT

Tín hiệu đầu ra bộ biến đổi song song vào nối tiếp (P/S) trong miền thờigian tại thời điểm k được xác định như sau:

Hình 3.3 Trình bầy OFDM (sau chèn CP) trong miền thời gian và tần số

Bộ biến đổi số vào tương tự (DAC) cho ta tín hiệu tương tự có dạng sau:

N-1 i,k

FFT i=0

FFT i=0

Hình 3.4 Giải thích ý nghĩa chèn CP a) không chèn CP, b) chèn CP.

Một cách khác để giải thích nhiễu giữa các sóng mang con trong kênh vôtuyến phađinh tán thời như sau Nguyên nhân tán thời của kênh là do đáp ứngtần số của kênh phađinh chọn lọc tần số Vì thế tính trực giao giữa các sóngmang không chỉ được đảm bảo bởi phân cách giữa chúng trong miền tần số màcòn bởi cấu trúc đặc thù miền tần số của từng sóng mang: thậm chí nếu kênhmiền tần số không đổi đối với búp phổ chính cuả một sóng mang con OFDM vàchỉ có các búp phổ bên bị hỏng do tính chọn lọc tần số của kênh vô tuyến, thìđiều này cũng dẫn đến mất tính trực giao giữa các sóng con cùng với nhiễu giữacác sóng mang con Do các búp bên của mỗi sóng mang con OFDM lớn, nên dùlượng tán thời đã bị hạn chế (tương ứng với tính chọn lọc tần số của kênh vôtuyến thấp) vẫn có thể xẩy ra nhiễu giữa các sóng mang con

Để giải quyết vấn đề này và làm cho OFDM có khả năng thực sự chống tánthời trên kênh vô tuyến, chèn CP (Cyclic Prefix: tiền tố chu trình) được thựchiện Chèn CP tăng độ dài ký hiệu OFDM từ TFFT lên TFFT+TCP trong đó TCP là

độ dài của CP tương ứng với việc giảm tốc độ ký hiệu OFDM Từ hình 3.4b tathấy tương quan vẫn được thực hiện trên đoạn thời gian TFFT=1/f và tính trựcgiao sóng mang con sẽ được đảm bảo ngay cả trong trường hợp kênh tán thờichừng nào đoạn tán thời còn ngắn hơn độ dài CP

Nhược điểm của chèn tiền tố CP là chỉ một phầnTFFT/(TFFT+TCP) của côngsuất tín hiệu thu là phần thực tế được bộ giải điều chế OFDM sử dụng và điềunày có nghĩa là mất một phần công suất khi giải điều chế OFDM Ngoài việcmất công suất, chèn CP còn gây ra mất băng thông vì tốc độ ký hiệu OFDMgiảm trong khi độ rộng băng tần của tín hiệu không giảm.

Một cách khác để giảm CP là giảm khoảng cách giữa các sóng mang ftương ứng với tăng TFFT Tuy nhiên cách này làm tăng độ nhạy cảm của truyềndẫn OFDM với sự thay đổi nhanh của kênh kho trải Doppler cao và các kiểu sai

số tần số khác

Cấn lưu ý rằng CP không thể bao phủ toàn bộ độ dài của tán thời kênh Nóichung cần có một sự cân nhắc giữa mất công suất do CP và hỏng tín hiệu (doISI và ICI) mà phần dư tán thời do CP không phủ hết gây ra Điều này có nghĩarằng tồn tại một điểm tối ưu cho độ dài CP mà việc tăng nó không ảnh hưởngxấu đến mất công suất dẫn đến giảm kích thước ô và ngược lại việc giảm nókhông làm ảnh hưởng xấu đến hỏng tín hiệu

Nếu không xét tạp âm, tín hiệu đầu ra của kênh sẽ là y x h= ⊗ , trong đó h

là vectơ có độ dài v+1 để biểu thị đáp ứng kênh xung kim trong thời gian ký hiệuOFDM Hình 3.5 giải thích quá trình tích chập dịch vòng giữa đáp ứng kênh xung

kim h và x đầu vào cho hai mẫu đầu tiên của y.

Hình 3.5 Minh họa quá trình tích chập quay vòng giữa đáp ứng kênh xung kim h và x CP.

Dựa trên các phân tích trên, ta có thể biểu diễn tín hiệu đầu ra kênh sau tíchchập vòng cho các mẫu hữu ích như sau:

(i=0,1, ,N-1) ở dạng các mẫu rời rạc m (m=0,1 ,N-1) Các sóng mang này đượcđưa lên bộ biến đổi FFT để chuyển đổi từ miền thời gian vào miền tần số SauFFT máy thu lấy ra P sóng mang con cần thu thu trong miền tần số { }X% i (i=0,1,

…, P-1), mỗi sóng mang con được xác định như sau:

(m=0,1,…,N-1) là mẫu thứ m của tín hiệu được lấy mẫu trong miền thời gian vớithời gian lấy mẫu Ts=TFFT/N tương ứng với tần số lấy mẫu fs= N/TFFT.

Tín hiệu đầu ra bộ biến đổi nối tiếp vào song song sẽ là chuỗi nối tiếp các

ký hiệu thu của khối k có thể được biểu diễn ở dạng vectơ sau:

Hình 3.6 Hệ thống thông tin OFDM băng gốc với các tín hiệu ở dạng vectơ.

Truyền dẫn OFDM có thể được biễu diễn trong không gian hai chiều: tầnsố- thời gian như trên hình 3.7

Hình 3.7 Biểu diễn tín hiệu truyền dẫn OFDM trong không gian hai chiều (tần số-thời gian)

3.3 ƯỚC TÍNH KÊNH VÀ CÁC KÝ HIỆU THAM KHẢO

Kênh OFDM bao gồm tổ hợp điều chế OFDM (xử lý IFFT), kênh vô tuyếntán thời và giải điều chế OFDM (xử lý FFT) được mô tả ở dạng kênh miền tần sốtrên hình 3.8 Nếu coi rằng CP đủ lớn ( khi này tích chập kênh vô tuyến tán thờitrong khoảng thời gian lấy tích phân TFFT của bộ giải điều chế có thể coi là tíchchập dịch vòng tuyến tính), thì các nhánh kênh miền tần số H0,…, HP-1 có thểđược rút ra trực tiếp từ các đáp ứng kênh xung kim như trên hình 3.8 (hình vẽ phíadưới)

Hình 3.8 Mô hình kênh OFDM trong miền tần số

Để khôi phục lại ký hiệu phát cho quá trình xử lý tiếp theo (chẳng hạn tách

ký hiệu số liệu và giải mã kênh), máy thu phải nhân X% i với phức liên hợp của Hi:

*

i

H (hình 3.9) Quá trình này thường được gọi là cân bằng một nhánh và được ápdụng cho từng sóng mang con được thu Để có thể thực hiện điều này, máy thuphải ước tính các nhánh kênh miền tần số H0,H1,…,HP-1

Hình 3.9 Mô hình kênh phát thu OFDM miền tần số với bộ cân bằng một nhánh

Các nhánh kênh miền tần số có thể được ước tính gián tiếp bằng cách trướchết ước tính đáp ứng kênh xung kim sau đó tính toán Hk Tuy nhiên phương phápnhanh hơn là ước tính các nhánh kênh miền tần số trực tiếp Trong trường hợp này

hệ thống chèn các ký hiệu tham khảo (còn được gọi là các ký hiệu hoa tiêu) tại cáckhoảng thời gian quy định trong lưới thời gian tần số của OFDM (hình 3.10) Dobiết trước được các ký hiệu tham khảo này nên máy thu có thể ước tính kênh miềntần số xung quanh vị trí ký hiệu tham khảo Các ký hiệu tham khảo phải có mật độ

đủ lớn cả trong miền thời gian và miền tần số để có thể đảm bảo các ước tính kênhcho toàn bộ lưới thời gian tần số ngay cả trong trường hợp các kênh vô tuyến bịphađinh chọn lọc tần số và thời gian cao

Hình 3.10 Các ký hiệu tham khảo trên trục thời gian tần số

3.4 MÃ HÓA KÊNH VÀ PHÂN TẬP TẦN SỐ TRONG TRUYỀN DẪN OFDM

Chất lượng kênh vô tuyến bị phađing chọn lọc tần số luôn luôn thay đổitrong miền tần số Hình 3.11a và b cho thấy sự phụ thuộc của chất lượng kênh vôtuyến (công suất tín hiệu thu hoặc tỷ số tín hiệu trên tạp âm) vào tần số cho trường

hợp đơn sóng mang băng rộng (WCDMA chẳng hạn) (hình 3.11a) và đa sóngmang (OFDM) (hình 3.11b) Trong trường hợp truyền dẫn đơn sóng mang, mỗi kýhiệu điều chế được truyền trên một băng thông rộng, trong đó do ảnh hưởng củapha đinh chọn lọc tần số băng thông này có thể bao gồm cả vùng tần số có chấtlượng truyền dẫn cao và vùng tần số có chất lượng truyền dẫn thấp Việc truyềndẫn thông tin trên một băng tần rộng gồm nhiều dải băng với chất lượng khác nhaunày đựơc gọi là phân tập tần số.

Trái lại trong trường hợp OFDM, mỗi ký hiệu chỉ được truyền trên mộtbăng thông hẹp Vì thế một số ký hiệu có thể rơi vào vùng tần số có chất lượngkênh rất thấp Vì thế từng ký hiệu riêng lẻ thông thường sẽ không nhận được phântập tần số ngay cả khi kênh mang tính chọn lọc tần số cao Kết quả là tỷ lệ lỗi bit

cơ sở của truyền dẫn OFDM trên kênh chọn lọc tần số tương đối kém và kém hơnnhiều so với tỷ số lỗi bit cơ sở trong trường hợp truyền dẫn đơn sóng mang băngrộng

Tuy nhiên trong thực tế mã hóa kênh được sử dụng trong hầu hết các hệthống thông tin số nhất là trong trường hợp thông tin di động Trong mã hóa kênhmỗi bit thông tin được truyền phân tán trên nhiều bit mã Nếu sau đó các bit mãnày thông qua các ký hiệu điều chế được sắp xếp lên các sóng mang con và cácsóng mang con này được phân bố hợp lý trên toàn bộ băng thông truyền dẫn củatín hiệu OFDM (hình 3.11c), thì mỗi bit thông tin sẽ nhận được phân tập tần số(nghĩa là mỗi bit này được truyền trên các băng tần có chất lượng khác nhau củakênh) mặc dù các sóng mang con và cả các bit mã không nhận được phân tập tần

số Phân bố các bit mã trong miền tần số như trên hình 3.11c đôi khi đựơc gọi làđan xen tần số Đan xen tần số trong trường hợp này giống như đan xen trongmiền thời gian được sử dụng kết hợp với mã hóa kênh để chống phađinh thay đổitheo thời gian

Hình 3.11 Giải thích vai trò của mã hóa kênh trong OFDM: Mã hóa kênh kết

hợp với đan xen tần số để cung cấp phân tập tần số cho truyền dẫn OFDM

Như vậy, tương phản với truyền dẫn đơn sóng mang băng rộng, mã hóakênh (kết hợp với đan xen tần số) là khâu quan trọng để truyền dẫn OFDM nhậnđược ích lợi từ phân tập tần số trong kênh chọn lọc tần số Vì mã hóa kênh thườngđược sử dụng trong thông tin di động nên đây không phải là nhược điểm quánghiêm trọng của OFDM, ngoài ra cũng cần nhấn mạnh rằng ngay cả khi tỷ lệ mãkhá cao hệ thống vẫn nhận được một lượng phân tập tần số sẵn có

3.5 LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ OFDM CƠ SỞ

Để sử dụng OFDM cho truyền dẫn trong thông tin dộng, cần lựa chọn cácthông số cơ sở dưới đây:

định toàn bộ băng thông truyền dẫn của tín hiệu OFDM

√ Độ dài CP: TCP Cùng với khoảng cách giữa các sóng mang f=1/TFFT,

TCP quyết định độ dài ký hiệu OFDM: T=TCP+TFFT, hay tốc độ ký hiệuOFDM

3.5.1 Khoảng cách giữa các sóng mang con của OFDM

Tồn tại hai tiêu chí cần cân nhắc trong việc chọn sóng mang con:

càng tốt) đê giảm thiểu tỷ lệ chi phí cho CP: TCP/(TFFT+TCP)

truyền dẫn OFDM đối với trải Doppler

Khi truyền qua kênh phađinh vô tuyến, do trải Doppler lớn, kênh có thể thayđổi đáng kể trong đoạn lấy tương quan TFFT dẫn đến trực giao giữa các sóng mang

bị mất và nhiễu giữa các sóng mang

Trong thực tế, đại lượng nhiễu giữa các sóng mang có thể chấp nhận rất lớntùy thuộc vào dịch vụ cần cung cấp và mức độ tín hiệu thu chịu được tạp âm vàcác nhân tố gây giảm cấp khác Chẳng hạn tại biên của một ô lớn tỷ số tín hiệutrên tạp âm cộng nhiễu có thể khá thấp khi tốc độ số liệu thấp Vì thế một lượngnhỏ nhiễu bổ sung giữa các sóng mang con do trải Doppler có thể bỏ qua Tuynhiên trong các trường hợp tỷ số tạp âm cộng nhiễu cao chẳng hạn trong các ô nhỏhay tại vị trí gần BS, khi cần cung cấp các tốc độ số liệu cao, cùng một lượngnhiễu giữa các sóng mang con như trên cũng có thể gây ảnh hưởng xấu hơn nhiều

Cần lưu ý rằng ngoài trải Doppler, nhiễu giữa các sóng mang con cũng xẩy

ra do hoạt động không chính xác của máy phát và máy thu như: các sai số tần số

và tạp âm pha

3.5.2 Số lượng các sóng mang con

Sau khi đã chọn được khoảng cách giữa các sóng mang con theo môitrường (dựa trên cân nhắc giữa trải Doppler và tán thời), số lượng các sóng mangcon được xác định dựa trên băng thông khả dụng và phát xạ ngoài băng

Độ rộng băng tần cơ sở của tín hiệu OFDM bằng P.f, nghĩa là số sóngmang con nhân với khoảng cách giữa các sóng mang con Tuy nhiên phổ của tínhiệu OFDM cơ sở giảm rất chậm bên ngoài độ rộng băng tần OFDM cơ sở (hình3.12) Lý do gây ra phát xạ ngoài băng lớn là việc sử dụng tạo dạng xung chữ nhậtdẫn đến các búp sóng bên giảm tương đối chậm Tuy nhiên trong thực tế lọc hoặctạo cửa sổ miền thời gian được sử dụng để loại bỏ phần lớn các phát xạ ngoài băngcủa OFDM Trong thực tế cần dành 10% băng tần cho băng bảo vệ đối với tínhiệu OFDM Chẳng hạn nếu băng thông khả dụng là 5MHz thì độ rộng băng tầnOFDM P.f chỉ có thể vào khoảng 4,5MHz Giả sử LTE sử dụng khoảng cách giữacác sóng mang là 15kHz, thì điều này tương đương với vào khỏang 300 sóngmang con trong 5MHz

Hình 3.12 Phổ của tín hiệu OFDM cơ sở 5MHz.

3.5.3 Độ dài CP

Về nguyên tắc, độ dài CP TCP phải bao phủ được độ dài cực đại của tán thời

dự tính có thể xẩy ra Tuy nhiên tăng độ dài CP mà không giảm f dẫn đến tăngchi phí công suất cũng như băng thông Mất công suất dẫn đến kích thước ô giảm

và hệ thống bị hạn chế nhiều hơn bởi công suất, vì thế cần có sự cân đối giữa mấtcông suất cho CP và thiệt hại tín hiệu do tán thời không được CP bao phủ hết.Ngoài ra mặc dù khi kích thước ô tăng tán thời tăng, nhưng khi kích thước ô vượtquá một giá trị nào đó cũng không nên tăng TCP, vì mất công suất có thể gây ảnhhưởng xấu lên tín hiệu nhiều hơn ảnh hưởng của tán thời do không được phủ hếtbởi CP

Một lý do để có thể phải sử dụng TCP dài hơn liên quan đến trường hợptruyền dẫn đa ô với việc sử dụng SFN (Single-Frequency Network) mà sẽ xéttrong phần sau

Như vậy để tối ưu hiệu năng đối với các môi trường khác nhau, một số hệthống OFDM hỗ trợ nhiều độ dài CP Các độ dài CP khác nhau này có thể được sửdụng trong các trường hợp sau:

√ CP dài hơn trong các môi trường có tán thời rất lớn và đặc biệt trong trườnghợp SFN

3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA THAY ĐỔI MỨC CÔNG SUẤT TỨC THỜI

Một trong số các nhược điểm của truyền dẫn OFDM là sự biến động lớntrong công suất phát tức thời dẫn đến giảm hiệu suất bộ khuyếch đại công suất vàtiêu thụ công suất của đầu cuối di động cao hơn hoặc phải giảm công suất phát radẫn đến giảm cự ly phủ sóng

Nhiều phương pháp đã được đề xuất để giảm giá trị đỉnh của tín hiệuOFDM:

truyền dẫn số liệu Các sóng mang con này được điều chế để có thể triệt bỏcác giá trị đỉnh lớn của toàn bộ tín hiệu OFDM và vì thế có thể giảmkhoảng lùi của bộ khuyếch đại công suất Nhược điểm của phương phápdành trước tông là mất băng thông do không thể sử dụng một số sóng mangcon cho truyền dẫn số liệu Ngoài ra tính toán phương pháp điều chế chodành trước tông cũng rất phức tạp

ngẫu nhiên hóa Sau đó mỗi chuỗi được xáo trộn được điều chế OFDM, vàtín hiệu có công suất đỉnh thấp nhất được chọn để phát Sau giải điều chếOFDM tại phía thu, giải ngẫu nhiên (giải xáo trộn) và giải mã kênh đượcthực hiện cho tất cả các chuỗi ngẫu nhiên có thể có Nhựơc điểm củaphương pháp này là tăng độ phức tạp của máy thu vì phải thực hiện nhiềugiải mã đồng thời

3.7 SỬ DỤNG OFDM CHO GHÉP KÊNH VÀ ĐA TRUY NHẬP

Hình 3.13 mô tả sử dụng OFDM cho đa truy nhập OFDM để có thể truyềndẫn đồng thời các đến/từ các máy đầu cuối bằng phân chia tần số Phương phápnày được gọi là ghép kênh các người sử dụng cho đường xuống (từ trạm gốc đếncác máy đầu cuối di động) và đa truy nhập cho đường lên (từ các máy đầu cuối diđộng đến trạm gốc)

Hình 3.13 OFDM được sử dụng cho sơ đồ ghép kênh/đa truy nhập: a) đường xuống, b) đường lên

Trên đường xuống, OFDM được sử dụng làm sơ đồ ghép kênh các người

sử dụng Trong khoảng thời gian một ký hiệu OFDM, toàn bộ các sóng mang conkhả dụng được chia thành các tập con khác nhau và được gán cho các người sửdụng khác nhau để truyền đến các đầu cuối khác nhau (hình 3.14.a)

Tương tự trên đường lên, OFDM được sử dụng làm sơ đồ đa truy nhập

được chia thành các tâp con khác nhau và được gán cho các người sử dụng khácnhau để truyền từ các đầu cuối khác nhau đến trạm gốc (hình 3.14b) Sơ đồ đa truynhập đường lên sử dụng OFDM được gọi là đa truy nhập phân chia theo tần sốtrực giao (OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) đối vớiđường từ MS đến BS

Thông thường thuật ngữ OFDMA được sử dụng cho cả đường xuống vàđường lên vì thế trong tài liệu này để đơn giản ta sẽ chỉ sử dụng thuật ngữ này chocác hai đường

Hình 3.13 giả thiết rằng các sóng mang con liên tiếp được sử dụng đểtruyền đến/từ máy di động đầu cuối Tuy nhiên các tập con sóng mang con đượcphân bố trên toàn bộ các sóng mang con khả dụng cũng được sử dụng để truyềnđến/từ các máy đầu cuối di động (hình 3.14) Lợi ích của các sơ đồ OFDM phân

bố là có thể nhận được phân tập tần số bổ sung trải rộng trên toàn băng thông rộnghơn cho từng đường truyền

Hình 3.14 Ghép kênh người sử dụng/OFDMA phân bố

Trong trường hợp OFDMA được sử dụng cho đường lên, tín hiệu OFDMphát đi từ các đầu cuối di động khác nhau được ghép kênh theo tần số, điều quantrọng là các truyền dẫn từ các đầu cuối ở các vị trí khác nhau so với trạm gốc phảiđến trạm gốc một cách đồng bộ theo thời gian Đặc biệt là sự mất đồng bộ giữacác truyền dẫn từ các đầu cuối di động khác nhau tại trạm gốc phải nhỏ hơn độ dài

CP để đảm bảo tính trực giao giưã các sóng mang con thu được từ các đầu cuối diđộng khác nhau để tránh nhiễu giữa các người sử dụng

Do khác nhau về khoảng cách từ các đầu cuối di động đến trạm gốc và vìthế dẫn đến khác nhau về thời gian truyền lan (sự khác nhau có thể vượt xa độ dàiCP), nên cần phải điều khiển định thời phát của từng đầu cuối (hình 3.15) Điềukhiển định thời phát nhằm điều chỉnh định thời phát cuả từng đầu cuối di động đểđảm bảo rằng các truyền dẫn đường lên được đồng bộ tại trạm gốc Do thời giantruyền lan thay đổi khi đầu cuối di động chuyển động trong ô, điều khiển đinh thờiphát phải là một quá trình tích cực liên tục điều chỉnh định thời phát cho từng đầucuối di động