Nhưđã trình bày trong chương 1, các công nghệđa truy nhập trong LTE khác so với công nghệ đa truy nhập trong WCDMA. Trong LTE, đường xuống sử dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) và đường lên sử
dụng công nghệ đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang (SC-FDMA). Trong phần này sẽ giới thiệu những kiến thức cơ bản về hai công nghệ truy nhập này.Những kiến thức về hai công nghệ OFDMA và SC-FDMA trong phần này sẽ được trình bày mà không thiên quá nhiều về các kiến thức toán học
Truyền dẫn đơn sóng mang có nghĩa là thông tin được điều chế chỉ trên một sóng mang, trong đó biên độ hoặc pha của sóng mang được điều chỉnh hoặc cả hai thành phần cả hai đều được điều chỉnh.Tần số cũng có thể được điều chỉnh nhưng nó không mang lại không hiệu quả trong LTE.Tốc độ dữ liệu tăng lên thì tốc độ kí hiệu trong hệ thống số cũng phải tăng lên, vì thế yêu cầu về băng thông cũng cần phải lớn hơn. Với việc sử dụng phương pháp điều chế biên bộ cầu phương (QAM-
Quadrature Amplitude Modulation), máy phát có thể điều chỉnh để tạo số bit mong muốn truyền trên một kí hiệu điều chế
Với công nhệ truy nhập phân chia theo tần số, các người dùng khác nhau sẽ
sử dụng các sóng mang khác nhau hay còn được gọi là các sóng mang con (subcarrier) như hình 2.8 , để truy nhập đồng thời vào hệ thống có sự điều chế dữ
liệu của mình xung quanh các tần số trung tâm khác nhau.Điều quan tâm ởđây bây giờ đây là phải tạo được dạng sóng của tín hiệu mà không bị nhiễu giữa các sóng mang, mà cũng không yêu câu một khoảng băng tần bảo vệ lớn giữa các người sử
dụng.
Hình 2. 8 Máy phát đơn sóng mang
Hình 2. 9 Nguyên tắc FDMA
Lý thuyết sử dụng đa sóng mang được mô tả trong hình 2.9 , tại đó dữ liệu
được đặt vào các sóng mang con khác nhau trong cùng một máy phát. Ví dụ trong hình 2.10 có một dàn bộ lọc mà trong thực tế thường được thay thế bằng biến đổi ngược Fourier ngược (IFFT) cho các ứng dụng có số sóng mang con cao.
Hình 2. 10 Nguyên tắc đa sóng mang
Như đã nói ở trên công nghệ FDMA có nhược điểm là cần phải có một khoảng bảo vệ giữa các sóng mang như vậy mang lại sự không hiệu quả trong việc sừ dụng phổ tần.Để giải quyết vấn đề này chúng ta phải tìm cách chọn các thông số
hệ thống sao cho đạt được sự trực giao giữa các sóng mang khác nhau hay nói cách khác là tạo được các sóng mang sao cho chúng không bị nhiễu lẫn nhau nhưng phổ
của chúng có thể chồng lấn lên nhau trong miền tần số. Điều này đạt được bằng cách sử dụng công nghệ OFDMA, trong đó mỗi tần số trung tâm của các sóng mang
được chọn từ một tập mà sự khác nhau trong miền tần số làm cho các sóng mang lân cận có giá trị bằng không tại thời điểm lấy mẫu của sóng mang mong muốn như
trong hình 2.11. Trong LTE release 8 các sóng mang có khoảng cách trong miền tần số là 15 kHz
Hình 2. 11 Tính trực giao của các sóng mang
Lý thuyết cơ bản về OFDMA được biết đến vào những năm 1950 khi đó người ta chủ yếu sử dụng các công nghệ tương tự và việc tạo các sóng mang trực
giao là một việc rất khó khăn.Kể từ khi công nghệ sốđược sử dụng rộng rãi trên thế
giới, OFDMA trở nên khả thi hơn và giá cả cũng phải chăng hơn đối với người tiêu dùng. Trong suốt những năm gần đây công nghệ OFDMA ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như trong truyền hình kĩ thuật số (DVB-T và DVB-H) cũng như trong mạng nội bộ không dây (WLAN- Wireless Local Area Network) Lý thuyết OFDMA cũng được sử dụng trong công nghệ đa truy nhập đường lên của LTE được biết đến với cái tên SC-FDMA, sừ dụng rất nhiều lý tính chất OFDMA đểđạt được hiệu quả cao trong việc sử dụng phổ tần
Động lực để đưa công nghệ OFDMA vào trong LTE và các hệ thống khác do các tính chất sau đây của nó:
- Đạt hiệu năng tốt trong các kênh bị phadinh lựa chọn tần số
- Có độ phức tạp thấp trong các bộ thu băng tần cơ bản
- Có các tính chất phổ tần tốt và có thể sử dụng được nhiều băng thông - Định trình được trong miền tần số và đáp ứng đường truyền tốt - Có thể tương thích với các công nghệ annten và bộ thu tiên tiến
Tuy nhiên công nghệ OFDMA cũng phải đối mặt với một số thách thức sau: - Phải chịu đựng sự dịch tần
- Tín hiệu truyền có PAR (Peak-to-Average Ratio) cao, do đó yêu cầu tuyến tính cao trong máy phát. Các bộ khuếch đại tuyến tính có hiệu suất sử dụng công suất thấp và do đó không thể áp dụng cho đường lên. Trong LTE vấn đề
này được giải quyết bằng việc sử dụng công nghệ SC-FDMA có PAR thấp hơn