1. Tổng quan về hệ thống thông tin di động:
3.5. Kỹ thuật đa truy nhập đường lên LTE SC-FDMA
Việc truyền OFDMA phải chịu một tỷ lệ công suất đỉnh-đến-trung bình (PAPR) cao, điều này có thể dẫn đến những hệ quả tiêu cực đối với việc thiết kế một bộ phát sóng nhúng trong UE. đó là, khi truyền dữ liệu từ UE đến mạng, cần có một bộ khuếch đại công suất để nâng tín hiệu đến lên một mức đủ cao để mạng thu được. Bộ khuếch đại công suất là một trong những thành phần tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong một thiết bị, và vì thế nên hiệu quả công suất càng cao càng tốt để làm tăng tuổi thọ pin của máy. 3GPP đã tìm một phương án truyền dẫn khác cho hướng lên LTE. SC-FDMA được chọn bởi vì nó kết hợp các kỹ thuật với PAPR thấp của các hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang, như GSM và CDMA, với khả năng chống được đa đường và cấp phát tần số linh hoạt của OFDMA.
3.5.1. SC-FDMA
Trong hướng đường lên 3GPP sử dụng SC-FDMA ( đa truy nhập phân chia tần số đơn sóng mang ) cho đa truy nhập hợp lệ cho cả hai chế độ vận hành FDD và TDD kết hợp với tiền tố vòng. Các tín hiệu SC- FDMA có đặc tính PAPR tốt hơn so với tín hiệu OFDMA. Đây là một trong những lý do chính để chọn SC-FDMA là phương thức truy nhập đường lên LTE. Các đặc điểm PAPR là quan trọng cho kế hoạch hiệu
quả về giá thành của các bộ khuyếch đại công suất ở UE. Tuy nhiên, việc sử lý tín hiệu SC-FDMA có một số điểm tương đồng với việc xử lý tín hiệu OFDMA, do đó các tham số của đường xuống và đường lên có thể được cân đối.
Có nhiều cách khác nhau để tạo ra một tín hiệu SC-FDMA. DFT-trải- OFDM ( DFT-S-OFDM) đã được lựa chọn cho E-UTRAN. Nguyên tắc được minh họa trong hình 3.10.
Hình 3.10 Sơ đồ khối DFT-S-OFDM
Với DFT-S-OFDM, một DFT kích thước M trước tiên được áp dụng tới một khối các ký hiệu điều chế M. QPSK,16QAM và 64QAM được sử dụng như là các phương án điều chế đường lên E-UTRAN, sau này được tùy chọn cho UE. DFT biến đổi các ký hiệu điều chế vào miền tần số. Kết quả được ánh xạ vào các sóng mang con có sẵn. Trong đường lên E- UTRAN, chỉ có truyền dẫn tập trung trên các sóng mang con liên tiếp là được cho phép. N điểm IFFT nơi mà N->M sau đó được thực hiện như trong OFDM, tiếp đó là thêm tiền tố vòng và chuyển đổi song song thành nối tiếp.
Sự xử lý DFT là sự khác biệt cơ bản giữa việc tạo tín hiệu SC-FDMA và OFDMA. Điều này được thể hiện bằng thuật ngữ “DFT-trải-OFDM”. Trong một tín hiệu SC-FDMA, mỗi sóng mang con được sử dụng cho việc truyền dẫn thông tin bao gồm tất cả các ký hiệu điều chế được truyền, kể từ khi dòng dữ liệu đầu vào được lan truyền bởi sự biến đổi
DFT qua các sóng mang con sẵn có. Trái ngược với điều này, mỗi sóng mang con trong một tín hiệu OFDMA chỉ mang thông tin liên quan tới các ký hiệu điều chế cụ thể.
3.5.2. Các tham số SC-FDMA
Cấu trúc đường lên LTE cũng tương tự như đường xuống. trong cấu trúc khung loại 1, một khung vô tuyến đường lên bao gồm 20 khe với mỗi khe có chiều dài 0,5ms, và một khung con có hai khe. Cấu trúc khe đường thể hiện như trong hình 3.11.
Hình 3.11 Tài nguyên đường lên
Trong cấu trúc khung loại 2 bao gồm mười khung con, nhưng một hoặc hai trong số đó là khung đặc biệt. chúng bao gồm các trường DwPTS, GP và UpPTS, như hình 3.6.
vòng thông thường, và 6 ký hiệu SC-FDMA trong trường hợp cấu hình tiền tố vòng mở rộng. Ký hiệu SC-FDMA số 3 ( ký hiệu thứ 4 trong một khe ) mang tín hiệu chuẩn cho việc giải điều chế kênh.
Bảng 3.4 hiển thị các thông số cấu hình tổng quan
Bảng 3.4 Các tham số cấu trúc khung đường lên ( FDD&TDD)