2.2.SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 2.2.1.Khái niệm
SC-FDMA về cơ bản cũng giống vớ i OFDMA là sử dụng các tần số trực giao khác nhau để phát để phát đi các ký hiệu thông tin. Tuy nhiên, các ký hi ệu này được phát đi lần lượ t chứ không phải song song. Vì th ế, cách s ắp xếp này làm gi ảm đáng kể sự thăng giáng của đườ ng ng bao tín hi ệu của dạng sóng phát. Vì th ế, các tín hi ệu SC-FDMA có PAPR th ấp hơn so vớ i các tín hi ệu OFDMA.
2.2.2.Sơ đồ hệ thố ng ẫn SC-FDMA ng truyề n d ẫ
Hình 2.5 : Hệ thống SC-FDMA a, Máy phát SC-FDMA Máy phát SC-FDMA bi ến đổi tín hiệu nhị phân thành m ột dãy sóng mang được điều chế. Để vậy, nó thực hiện các thao tác x ử lý tín hiệu như hình 2.5. Xử lý tín hiệu theo từng khối ký hiệu điều chế.Mỗi khối bao gồm P ký hi ệu trong đó mỗi ký hiệu có độ dài Tsmod.V ậy một khối là khoảng thờ i gian Tsmod.P. T ại đầu vào của máy phát,b ộ điều chế băng gốc biến đổi đầu vào nhị phân thành m ột chuỗi nhiều mức các s ố phức và nhóm chúng thành các kh ối ký hi ệu {xp} (p=0,1,...P-1) trong đó P là số các sóng mang con mà h ệ thống OFDM dành cho máy đầu cuối.
Bước đầu tiên trong quá trì nh điều chế SC-FDMA là thực hiện biến đồi Fourier rờ i rạc (DFT-Discrete Fourier Transform) kích thước P để thực hiện rờ i rạc hóa chuỗi bít đầu vào {x p} thành chuỗi Fourier r ờ i rạc {Xn}, trong đó n=0,1,...P-1 và P
chế miền tần số {Xi}(i=0,1,...,N-1) đưa lên đầu vào b ộ IFFT.Sau IFFT ta đượ c tập các sóng mang con được điều chế {xi}trong miền thờ i gian tại đầu ra của bộ IFFT.Khi này m ỗi { xi } (i=0,1,...,N-1) sẽ đượ c gán cho một tần số. Sau đó, khoảng bảo vệ được chèn vào để giảm nhiễu xuyên ký t ự ISI do truyền trên các kênh di động vô tuyến đa đườ ng.Sau bộ biến đồi nối tiếp thành song song (S/P) ta đượ c các mẫu của tín hiệu OFDM x(m). Cuối cùng các ký hi ệu rờ i rạc đượ c chuyển đổi thành tươ ng tự,đượ c lọc thông thấp rồi chuyển lên cao t ần RF để phát lên kênh truyền dẫn. b, Máy thu SC-FDMA Nguyên lý ho ạt động của máy thu SC-FDMA đượ c cho ở phần dướ i của hình 2.5.Về cơ bản,máy thu thực hiện các x ử lý tín hiệu ngượ c so với máy phát.Trướ c hết là chuyển đổi từ tương tự sang số và loại bỏ phần CP.Sau đó, bộ FFT thực hiện biến đổi tín hiệu từ miền thờ i gian về miền tần số. Tiếp theo, tín hi ệu qua bộ giải sắp xếp sóng mang/cân b ằng để loại bỏ các mẫu tần số không liên quan đến tín hiệu thu.Cuối cùng, xử lý DFT ngược kích thước P để thu đượ c tín hiệu ban đầu.
2.2.3.Các phương pháp sắ p xế p sóng mang con trong SC-FDMA Giống như OFDMA, thông lượ ng SC-FDMA phụ thuộc vào cách s ắp đặt các ký hiệu thông tin trên các sóng mang con.Có 2 cách phân lô các sóng mang con gi ữa các máy đầu cuối:L-FDMA và D-FDMA. a,L-FDMA(Localized SC-FDMA) Trong SC-FDMA n ội vùng, mỗi đầu cuối sử dụng một tập các sóng mang con li ền k ề để phát đi ký hiệu của mình. Vì thế, băng thông truyền dẫn LFDMA bằng một phần băng thông hệ thống.Trên hình 2.6b, đầu cuối 1 sử dụng các sóng mang con 0,1,2,3; đầu cuối 2 sử dụng các sóng mang 4,5,6,7;đầu cuối 3 sử dụng các sóng con 8,9,10,11. Hình 2.7b cho th ấy việc thực hiện sắp xếp các sóng mang con vào dãy {Xi} (i=0,1,...,N-1) trong sơ đồ SC-FDMA sử dụng LFDMA.
(a) Interleaved FDMA
(b) Localize FDMA
Hình 2.6 : Các phương pháp ấn định sóng mang con cho nhi ều ngườ i sử dụng
2
(a)IFDMA
(b)LFDMA
Hình 2.7 :Sơ đồ sắp xếp :a)IFDMA và b)LFDMA b,D-FDMA(Distributed SC-FDMA) Trong SC-FDMA phân b ố, các sóng mang dành cho m ột đầu cuối đượ c phân b ố trên toàn bộ băng tần. Một phương án của SC-FDMA phân b ố là SC-FDMA đan xen ( IFDMA : Interleave SC- FDMA), trong đó các sóng mang con đượ c chiếm bở i một đầu cuối cách đều nhau và sóng mang con gi ữa chúng để rỗng dành cho các đầu cuối khác. Trên hình 2.6a,đầu cuối 1 sử dụng các sóng mang con 0,3,6,9; đầu cuối 2 sử dụng các sóng mang con 1,4,7,10;đầu cuối 3 sử dụng các sóng mang con 2,5,8,11. Hình 2.7a cho th ấy việc thực hiện sắp xếp các sóng mang con vào dãy {Xi} (i=0,1,...,N-1)trong sơ đồ SC-FDMA sử dụng IFDMA.
3
