Như đã trình bày OFDM là một giải pháp tốt cho đề kháng đối với ảnh hưởng của truyền tín hiệu đa đường. Khả năng đề kháng này do OFDM phát thông tin trên N sóng mang con băng hẹp trực giao. Tuy nhiên OFDM có các nhược điểm:
PAPR lớn do OFDM sử dụng nhiều sóng mang để truyền thông tin, giá trị cực đại của kí tự trên một sóng mang có thể vượt xa mức trung bình trên toàn bộ sóng mang. Vì vậy để không làm méo tín hiệu phát. Bộ khuếch đại công suất phải đặt ở chế độ dự trữ lớn nên hiệu suất sử dụng không cao. Điều này dẫn tới chi phí máy cầm tay.
Nhạy cảm cao với dịch tần số, do các sóng mang trong miền tần số trực giao nhau nên chỉ một ảnh hưởng nhỏ như dịch Doppler cũng có thể gây nên các sóng mang chồng lấn nên nhau gây nhiễu ICI.
Học viên thực hiện: Vũ Huy Cƣờng 48 Hình 2.1 Lỗi ICI trong OFDM
Vì các sóng mang được điều chế và mã hóa và phát đi một cách độc lập. Các sóng mang con này do bị ảnh hưởng của pha đinh nên bị suy giảm rất nhiều. Nên trong OFDM cần có các lược đồ điều chế và mã hóa thích ứng để tránh hiện tượng phổ rỗng, nếu không sẽ không thể khôi phục được dữ liệu trên sóng mang đó.
Để khắc phục các nhược điểm trên, 3GPP đã nghiên cứu sử dụng phương pháp đa truy nhập đường lên sử dụng DFTS-OFDM với tên gọi SC-FDMA và áp dụng trên đường lên cho LTE. Giống như OFDMA, các máy phát trong hệ thống SC-FDMA sử dụng các tần số trực giao (các sóng mang con) khác nhau để phát đi các kí hiệu khác nhau. Tuy nhiên các kí hiệu được sắp xếp lên các sóng mang con và được phát đi lần lượt chứ không phải song song. Vì thế không như OFDMA, cách sắp xếp này làm giảm đáng kể sự thăng giáng của đường bao tín hiệu của dạng sóng phát. Do đó các tín hiệu SC-FDMA có PAPR thấp hơn có với các tín hiệu OFDMA mà vẫn đảo bảo tốc độ và độ phức tạp tương đương như hệ thống OFDMA. Hơn nữa SC-FDMA có nhiều kiểu sắp xếp song mang khác nhau cho phép linh hoạt hơn trong các chế độ, điều kiện truyền dẫn khác nhau. Có thể nói SC-FDMA là một lược đồ truyền dẫn lý tưởng cho các hệ thống băng thông rộng trong tương lai.
Học viên thực hiện: Vũ Huy Cƣờng 49 SC-FDMA là một trường hợp cải tiến của hệ thống đơn sóng mang với bộ cân bằng miền tần số SC\FDE để thực hiện truy nhập đa người dùng trong đường lên của LTE. Chèn CP Xóa CP Kênh DFT N điểm Bộ cân bằng IDFT N điểm Tách sóng Chèn CP Xóa CP Kênh DFT N điểm Bộ cân bằng IDFT N điểm Tách sóng SC/FDE OFDM
Hình 2.2 Cấu trúc bộ thu và phát của SC/FDE và OFDM
Với các kênh đa đường băng rộng, các bộ cân bằng miền thời gian là không thực tế do đáp ứng xung trong miền thời gian rất dài. Bộ cân bằng miền tần số FDE là thực tế hơn. FDE có tác dụng chống lại pha đinh chọn lọc tần số trong miền tần số. Sau khi các tín hiệu được truyền qua kênh tới bộ thu thực hiện cân bằng miền tần số, sau đó các tín hiệu sẽ qua bộ DFT để chuyển sang miền thời gian và thực hiện tách sóng
Học viên thực hiện: Vũ Huy Cƣờng 50 DFT Bộ cân bằng SC/FDE OFDM IDFT Tách sóng DFT Bộ cân bằng Bộ cân bằng Bộ cân bằng Tách sóng Tách sóng Tách sóng Thời gian Kí hiệu SC/FDE Kí hiệu OFDM
Hình 2.3 Sự khác nhau giữa hai hệ thống SC/FDE và OFDM trong tiến trình tách sóng và kí hiệu điều chế.
Từ hình vẽ trên có thể thấy rằng, đối với OFDM thực hiện tách sóng trên một sóng mang trong miền tần số, trong khi đó SC\FDE thực hiện tách sóng sóng mang trong miền thời gian sau khi đã qua bộ IDFT. Bởi vì sự khác nhau này OFDM nhạy cảm hơn đối với phổ rỗng và nó yêu cầu việc điều khiển tốc độ/công suất hoặc mã hóa kênh để khắc phục hiện tượng phổ rỗng này.