Trên giao diện vô tuyến của LTE sủ dụng công nghệ đa truy nhập OFDMA cho đường xuống và SC-FDMA cho đường lên. Đa truy nhập OFDMA dựa trên điều chế OFDM truyền thống, phổ tần có sẵn được chia thành nhiều sóng mang con, mỗi sóng mang con được điều chế độc lập bởi một dòng bit dữ liệu tốc độ thấp. Tuy nhiên, việc sử dụng 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 các bộ phát trên UE khi muốn áp dụng OFDMA cho cả đường lên. Thực tế, khi truyền dữ liệu từ UE trên đường lên, cần có một bộ khuếch đại công suất phù hợp để nâng tín hiệu đến một mức đủ để các eNodeB thu được, bộ khuếch đại công suất là một trong những thành phần tiêu thụ năng lượng lớn nhất trên thiết bị. Như đã biết, tuổi thọ của pin là yếu tố giới hạn rất lớn trên các đầu cuối, do đó cần tính toán rất kỹ để đảm bảo hiệu quả sử dụng năng lượng của đầu cuối.
Hình 2.3 So sánh OFDMA và SC-FDMA.
3GPP đã nghiên cứu và sử dụng công nghệ đa truy nhập SC-FDMA cho đường lên của mạng LTE. SC-FDMA kết hợp các kỹ thuật điều chế tín hiệu với
PAPR thấp như các hệ thống truyền dẫn đơn sóng mang (GSM, CDMA), khả năng chống được đa đường tốt và cấp phát tân số linh hoạt của FDMA.
Hình 2.3 thể hiện sự so sánh giữa OFDMA và SC-FDMA. Trong đó, sử dụng bốn sóng mang con (tương ứng 4 mẫu tín hiệu, gọi là M mẫu) trong hai chu kỳ ký hiệu với dữ liệu gốc được điều chế bằng QPSK. Các tín hiệu LTE được cấp phát trong các đơn vị của 12 sóng mang con lân cận. M sóng mang con 15 Khz liền kề đã được đặt vào vị trí mong muốn trong băng thông toàn kênh và mỗi sóng mang con được điều chế với chu kỳ OFDMA là 66.7 µs bởi một ký hiệu dữ liệu QPSK. Trong đó, bốn sóng mang con được đưa ra song song, do đây là các ký hiệu QPSK nên chỉ có các pha của sóng mang con là được điều chế và công suất của sóng mang con vẫn giữ không đổi giữa các ký hiệu. Sau một chu kỳ OFDMA trôi qua, các tiền tố vòng (Cycle Prefix) được chèn vào và bốn ký hiệu tiếp theo được truyền đi song song. CP được hiển thị như một khoảng trống, tuy nhiên nó được lấp đầy bới bản sao của sự kết thúc của ký hiệu tiếp theo, tức là công suất truyền là liên tục nhưng có một sự gián đoạn pha của biên của ký hiệu. Để tạo ra tín hiệu truyền đi, một IFFT được thực hiện trên mỗi sóng mang con để tạo ra M tín hiệu miền thời gian. Chúng lần lượt là vector tổng hợp để tạo ra dạng sóng miền thời gian cuối cùng được sử dụng để truyền dẫn.
Sự tạo ra các tín hiệu SC-FDMA được bắt đầu với một quy trình đặc biệt rồi sau đó cũng tiếp tục tương tự như OFDMA. Trước hết, quan sát trên hình 2.3, sự khác biệt rõ ràng nhất là OFDMA truyền đi bốn ký hiệu dữ liệu QPSK song song trên mỗi sóng mang con, trong khi SC-FDMA truyền bốn ký hiệu QPSK trong loạt bốn lần, với mỗi ký hiệu dữ liệu chếm Mx15 Khz băng thông.
Về trực quan, tín hiệu OFDMA rõ ràng là đa sóng mang với một ký hiệu dữ liệu trên mỗi sóng mang con, còn tín hiệu SC-FDMA có nhiều hơn một sóng mang con và hợp nhất thành sóng mang với băng thông bằng M lần, mỗi ký hiệu được biểu diễn bằng một loạt tín hiệu. Lưu ý rằng, chiều dài ký hiệu OFDMA và SC- FDMA là như nhau với 66.7µs, tuy nhiên SC-FDMA lại có chứa M các ký hiệu con mà biểu diễn cho cùng dữ liệu điều chế. Bằng cách truyền M các ký hiệu dữ liệu
trong dãy vào M thời điểm, SC-FDMA chiếm băng thông cũng như đã sóng mang OFDMA nhưng chủ yếu là PAPR tương tự như đưuọc sử dụng cho các ký hiệu dữ liệu gốc.