Cách tiếp cận đa sóng mang cho đa truy nhập trong LTE là lựa chọn thiết kế chính chủ yếu đầu tiên. Sau khi thống nhất các đề xuất đầu tiên, các kỹ thuật đã đề cử cho đường xuống là đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) và đa sóng mang WCDMA, trong khi các kỹ thuật đề cử cho đường lên là đa truy nhập phân chia theo tần số đơn sóng mang (SC-FDMA), OFDMA và đa sóng mang WCDMA. Sự lựa chọn các kỹ thuật đa truy nhập được thực hiện vào tháng 12/2005, với OFDMA được lựa chọn cho đường xuống, và SC-FDMA cho đường lên. Cả hai kỹ thuật này đưa miền tần số thành một hướng linh hoạt mới trong hệ thống, như minh họa trong hình 1.3.
Hình 1.3: Các công nghệ đa truy nhập LTE nhìn theo miền tần số.
OFDMA mở rộng công nghệ đa sóng mang OFDMA để cung cấp một kỹ thuật đa truy nhập rất mềm dẻo. OFDMA phân chia băng thông sẵn có cho truyền dẫn tín hiệu thành rất nhiều sóng mang con băng hẹp, được sắp xếp trực giao với nhau, hoặc riêng biệt hoặc theo nhóm, có thể mang các luồng thông tin độc lập; trong OFDMA, sự phân chia băng thông sẵn có này được khai thác trong chia sẻ các sóng mang con giữa nhiều người sử dụng.
Tính mềm dẻo này có thể được vận dụng theo nhiều cách:
• Các băng thông phổ khác nhau có thể được sử dụng mà không thay đổi các thông số hệ thống cơ bản hay thiết kế thiết bị.
• Các tài nguyên truyền dẫn của băng thông biến đổi có thể được cấp phát cho các người dùng khác nhau và được lập biểu tùy thích trong miền tần số.
• Việc dùng lại tần số từng phần và phối hợp nhiễu giữa các ô được tạo điều kiện thuận lợi.
Trải nghiệm mở rộng với OFDM đã được tăng lên trong những năm gần đây từ khi triển khai các hệ thống âm thanh số và quảng bá hình ảnh như DAB, DVB và DMB. Trải nghiệm này đã làm nổi bật các ưu điểm quan trọng sau của OFDM:
• Tính mạnh mẽ của các kênh vô tuyến phân tán thời gian, nhờ có sự phân chia băng tần rộng để phát tín hiệu thành nhiều sóng mang con băng hẹp, cho phép nhiễu liên ký hiệu bị hạn chế chủ yếu trong một khoảng thời gian bảo vệ tại thời điểm bắt đầu của mỗi ký hiệu;
• Các máy thu có độ phức tạp thấp, nhờ triển khai sự cân bằng miền tần số;
• Sự kết hợp đơn giản các tín hiệu từ nhiều máy thu trong các mạng quảng bá.
Ngược lại thiết kế máy phát cho OFDM lại đắt hơn, vì tỷ số công suất đỉnh trên trung bình (PAPR) của một tín hiệu OFDM tương đối cao, dẫn đến cần có một bộ khuếch đại công suất RF gần như tuyến tính. Tuy nhiên, hạn chế này không mâu thuẫn với việc sử dụng OFDMA cho truyền dẫn đường xuống, vì việc thực hiện chi phí thấp cho trạm gốc có độ ưu tiên thấp hơn so với cho thiết bị đầu cuối.
Tuy nhiên trong đường lên, PAPR cao của OFDM khó có thể chấp nhận được đối với máy phát của đầu cuối di động, vì cần thiết phải dàn xếp giữa công suất đầu ra được yêu cầu cho vùng phủ đầu ra tốt, công suất tiêu thụ và chi phí của bộ khuếch đại công suất. SC-FDMA cung cấp một công nghệ đa truy nhập có nhiều tương đồng với OFDMA cụ thể là tính linh hoạt trong miền tần số, và sự phối hợp của băng bảo vệ tại thời điểm bắt đầu mỗi ký hiệu được phát để tạo điều kiện thuận lợi cho sự cân bằng trong miền tần số độ phức tạp thấp tại máy thu. Đồng thời, SC-FDMA có PAPR thấp hơn đáng kể. Do đó nó giải quyết được phần nào vấn đề khó xử trong việc làm thế nào đường lên có thể tận dụng được các ưu điểm của công nghệ đa sóng mang trong khi tránh được chi phí vượt trội cho máy phát thiết bị đầu cuối di động và giữ lại ở một mức độ hợp lý đặc điểm chung giữa các công nghệ đường lên và xuống.
Như được đề cập ở trên, trong suốt những giai đoạn phát triển gần đây của LTE, giải pháp đa truy nhập dựa trên công nghệ đa sóng mang khác cũng đã được cân nhắc tích cực đó là WCDMA đa sóng mang. Công nghệ này tận dụng được ưu điểm của việc sử dụng lại công nghệ đang tồn tại từ các hệ thống UMTS đã được thiết lập. Tuy nhiên, vì hệ thống LTE dự định duy trì tính cạnh tranh trong nhiều năm trong tương lai, các lợi ích ban đầu của việc dùng lại công nghệ từ UMTS trở lên ít thuận lợi hơn
trong tương lai xa; tiếp tục theo đuổi công nghệ cũ có thể sẽ làm lỡ mất cơ hội nắm lấy các tiềm năng mới và tận dụng từ OFDM tính linh hoạt, độ phức tạp máy thu thấp và hiệu năng cao trong các kênh phân tán thời gian.