Home < Articles < Article Details
Comparative Performance Analysis of OFDMA and SC-FDMA in LTE Systems Considering PAPR and BER
Researcher(s): | - Saddam Hasan
- Aziza Ehmaid I Omar
|
Institution: | Technical College of Applied Science -Alawata, Libya Sirt University - Libya |
Field: | Electrical, electronic and communication engineering |
Published in: | 37th volume - July 2025 |
الملخص
يتمثل التحدي الرئيسي الذي يواجه أي بنية اتصالات رقمية عالية السرعة في تحسين معدل نقل البيانات مع تقليل معدل خطأ البت في نفس الوقت. وقد تم ابتكار العديد من المنهجيات لتحقيق هذا الهدف. تشمل المكونات الأساسية للتطور طويل المدى (LTE) الوصول المتعدد بتقسيم تردد الموجة الحاملة الفردية (SC-FDMA) والوصول المتعدد بتقسيم التردد المتعامد (OFDMA). يُستخدم OFDMA في وصلة LTE الهابطة كتقنية وصول متعدد، حيث يوفر كفاءة كبيرة في عرض النطاق الترددي، ومرونة في مواجهة تداخل المسارات المتعددة، والتلاشي الانتقائي للتردد، إلى جانب متطلبات معادلة أبسط عند طرف المستقبل. تم تقديم SC-FDMA مؤخرًا نسبيًا، وبرز كمرشح قابل للتطبيق لإطار الوصول المتعدد للوصلة الصاعدة في أنظمة LTE نظرًا لميزته المتمثلة في انخفاض نسبة القدرة من الذروة إلى المتوسط (PAPR) مقارنةً بـ OFDMA في هذه الدراسة، أجرينا تحليلًا لخصائص أداء SC-FDMA وOFDMA ضمن إطار LTE، باستخدام تقنيات تعديل مختلفة (BPSK وQPSK و16QAM و64QAM) بناءً على معلمات مثل PAPR ومعدل خطأ البت (BER) واحتمالية الخطأ، من خلال محاكاة نماذج SC-FDMA وOFDMA. استخدمنا قناة ضوضاء جاوسية بيضاء مضافة (AWGN) ودمجنا تلاشي التردد المسطح داخل القناة من خلال تطبيق نموذج تلاشي رايلي لتقييم الأداء في وجود كل من ظاهرتي الضوضاء والتلاشي................
الكلمات المفتاحية:............. .OFDMA, SC-FDMA,BER,PAPR,LTE.
Abstract
The principal challenge encountered in any high-speed digital communication architecture is the optimization of the data transmission rate while concurrently minimizing the bit error rate. Numerous methodologies have been devised to attain this objective. The fundamental components of Long-Term Evolution (LTE) include Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) and Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA). OFDMA is employed in the LTE downlink as a multiple access technique, as it offers substantial bandwidth efficiency, resilience to multipath interference and frequency-selective fading, along with simpler equalization requirements at the receiver end. SC-FDMA has been introduced relatively recently and has emerged as a viable candidate for the uplink multiple access framework in LTE systems due to its advantage of reduced Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) in comparison to OFDMA. In this study, we conducted an analysis of the performance characteristics of SC-FDMA and OFDMA within the LTE framework, utilizing various modulation techniques (BPSK, QPSK, 16QAM, and 64QAM) based on parameters such as PAPR, Bit Error Rate (BER), and error probability, by simulating the models of SC-FDMA and OFDMA. We employed an Additive White Gaussian Noise (AWGN) channel and incorporated frequency flat fading within the channel through the application of a Rayleigh fading model to assess performance in the presence of both noise and fading phenomena....................
Keywords:............. OFDMA, SC-FDMA, BER, PAPR, LTE.