Hình 2.3 mô tả sử dụng OFDM cho đa truy nhập OFDM để có thể truyền dẫn đồng thời các đến/từ các máy đầu cuối bằng phân chia tần số. Phƣơng pháp này đƣợc gọi là ghép kênh các ngƣời sử dụng cho đƣờng xuống (từ trạm gốc đến các máy đầu cuối di động) và đa truy nhập cho đƣờng lên (từ các máy đầu cuối di động đến trạm gốc).
a) Đường xuống b) Đường lên
Hình 2.3. OFDM đƣợc sử dụng cho sơ đồ ghép kênh/đa truy nhập. Trên đƣờng xuống, OFDM đƣợc sử dụng làm sơ đồ ghép kênh các ngƣời sử dụng. Trong khoảng thời gian một ký hiệu OFDM, toàn bộ các sóng mang con khả dụng đƣợc chia thành các tập con khác nhau và đƣợc gán cho các ngƣời sử dụng khác nhau để truyền đến các đầu cuối khác nhau (hình 2.4a).
Tƣơng tự trên đƣờng lên, OFDM đƣợc sử dụng làm sơ đồ đa truy nhập. Trong khoảng thời gian một ký hiệu OFDM toàn bộ các sóng mang con khả dụng đƣợc chia thành các tập con khác nhau và đƣợc gán cho các ngƣời sử dụng khác nhau để truyền từ các đầu cuối khác nhau đến trạm gốc (hình 2.4b). Sơ đồ đa truy nhập đƣờng lên sử dụng OFDM đƣợc gọi là đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) đối với đƣờng từ MS đến BS
Hình 2.3 giả thiết rằng các sóng mang con liên tiếp đƣợc sử dụng để truyền đến/từ máy di động đầu cuối. Tuy nhiên các tập con sóng mang con đƣợc phân bố
29
trên toàn bộ các sóng mang con khả dụng cũng đƣợc sử dụng để truyền đến/từ các máy đầu cuối di động (hình 2.4). Lợi ích của các sơ đồ OFDM phân bố là có thể nhận đƣợc phân tập tần số bổ sung trải rộng trên toàn băng thông rộng hơn cho từng đƣờng truyền.
a) Đường xuống b) Đường lên
Hình 2.4. Ghép kênh ngƣời sử dụng/OFDMA phân bố
Trong trƣờng hợp OFDMA đƣợc sử dụng cho đƣờng lên, tín hiệu OFDM phát đi từ các đầu cuối di động khác nhau đƣợc ghép kênh theo tần số, điều quan trọng là các truyền dẫn từ các đầu cuối ở các vị trí khác nhau so với trạm gốc phải đến trạm gốc một cách đồng bộ theo thời gian. Đặc biệt là sự mất đồng bộ giữa các 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 giƣã các sóng mang con thu đƣợc từ các đầu cuối di động khác nhau để tránh nhiễu giữa các ngƣời sử dụng.
Do khác nhau về khoảng cách từ các đầu cuối di động đến trạm gốc và vì thế dẫn đến khác nhau về thời gian truyền lan (sự khác nhau có thể vƣợt xa độ dài CP), nên cần phải điều khiển định thời phát của từng đầu cuối (hình 2.5). Điều khiển định thời phát nhằm điều chỉnh định thời phát cuả từng đầu cuối di động để đảm bảo rằng các truyền dẫn đƣờng lên đƣợc đồng bộ tại trạm gốc. Do thời gian truyền lan thay đổi khi đầu cuối di động chuyển động trong ô, điều khiển đinh thời phát phải là một quá trình tích cực liên tục điều chỉnh định thời phát cho từng đầu cuối di động.
30
Phát từ UE Thu tại BS
Không đồng
chỉnh thời gian Có đồng chỉnh thời gian
UE#1 UE#2 UE#2 UE#1 UE#1 UE#2 1 2 2 1
Hình 2.5 Điều khiển định thời phát đƣờng lên
Ngay cả khi điều khiển định thời phát hoàn hảo, vẫn luôn có một lƣợng nhiễu giữa các sóng mang con do sai số tần số. Trong trƣờng hợp sai số tần số hợp lý và trải Doppler nhỏ nhiễu này thƣờng tƣơng đối nhỏ. Tuy nhiên điều này chỉ xảy ra khi coi rằng các sóng mang con khác nhau đƣợc thu tại trạm gốc với công suất gần nhƣ nhau. Trên đƣờng lên do khoảng cách giữa các đầu cuối di động đến trạm gốc khác nhau vì thế suy hao đƣờng truyền của các đƣờng truyền này cũng có thể rất khác nhau. Nếu hai đầu cuối phát cùng một công suất thì do khoảng cách khác nhau công suất tín hiệu thu tại trạm gốc từ hai đầu cuối này có thể rất khác nhau và vì thế tín hiệu thu từ trạm đầu cuối mạnh hơn sẽ gây nhiễu đối với tín hiệu thu yếu hơn cho dù vẫn duy trì đƣợc trực giao hoàn hảo giữa các sóng mang con. Để tránh điều này cần phải thực hiện điều khiển công suất phát của các đầu cuối ở một mức độ nhất định đối với OFDMA đƣờng lên bằng cách giảm công suất của đầu cuối ở gần trạm gốc để đảm bảo công suất của các tín hiệu thu gần nhƣ nhau.