本文来自网络集结。
笔者按：本文来历，之前对LTE的这几个概念都是略知一二，没有深入学习，也傻傻分不清其区别与联系。本次遇到L博士，一个BD专家，其之前没有接触过无线通信的机电专业人士，咨询起SC-FDE的概念，由此，查阅资料，大概学习了一遍，算是记录。
来自互联网，无法保证所有内容都完全正确。各取所需。
前言：名词解释
（1）LTE用户多址方式：
下行：OFDMA：Orthogonal Frequency Division Multiple Access
上行：SC-FDMA：Single Carrier Frequency Division Multiple Access
（2）调制方式：
OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing，
实际上是MCM(Multi Carrier Modulation)，多载波调制的一种。通过频分复用实现高速串行数据的并行传输, 它具有较好的抗多径衰落的能力，能够支持多用户接入。
DFT-S-OFDM：Discrete Fourier Transform-Spread OFDM
DFT-S-OFDM是基于OFDM的一种改进技术。
由于传统OFDM技术的PAPR较高，在上行链路用户便携或手持终端有一定困难。OFDM本身也可以采用一系列降低PAPR的附加技术，如子载波预留和削波等。另一种方法是在发射机的IFFT处理前对系统进行预扩展处理，其中最典型的就是用离散傅丽叶变换进行扩展，这就是DFT-S-OFDM技术。
有的地方简称为SC-OFDM，但很少见。
（3）SC-FDE：Single Carrier Frequency-Domain Equalization
单载波频域均衡。
经常与SC-FDMA混用，其实是指DFT-S-OFDM。
并不是很准确。习惯。
早期的信号均衡是在时域处理，后来提出了频域均衡处理，但并不明确与DFT-S-OFDM等价，但部分人员习惯如此使用
对应关系：
| LTE下行 | LTE上行 | |
| 波形调制机制 | OFDM | SC-FDE/DFT-S-OFDM |
| 用户多址方式 | OFDMA | SC-FDMA |
很多时候，有人把以上波形机制和多址方式经常混用。截至目前为止的个人理解，应该把多址方式（多用户接入），载波波形是指信号处理流程，而用户多址是指多用户的接入方式。
所以，很多时候，讲OFDM，其实在讲OFDMA。
讲SC-FDMA，其实是在讲SC-FDE，或者是DFT-S-OFDM。
多址，对应的是通信网络的用户调度，而调制对应的是波形设计。
这是两个维度的事情。一个是针对多用户的，一个是针对数据流的。
第一部分：OFDM
这是一种无线基带信号处理方式，不涉及用户调度。
参见：
【他山之玉】MIMO技术杂谈之四：OFDM那些事（1）
【他山之玉】MIMO技术杂谈之五：OFDM哪些事
第二部分：DFT-S-OFDM
DFT-S-OFDM是基于OFDM的一种改进技术。由于传统OFDM技术的PAPR较高，在上行链路用户便携或手持终端有一定困难。OFDM本身也可以采用一系列降低PAPR的附加技术，如子载波预留和削波等。另一种方法是在发射机的IFFT处理前对系统进行预扩展处理，其中最典型的就是用离散傅丽叶变换进行扩展，这就是DFT-S-OFDM技术。
将每个用户所使用的子载波进行DFT处理，由时域转换到频域，然后将各用户的频域信号输入到IFFT模块，这样各用户的信号又一起被转换到时域并发送。经过这样的改进，我们发现每个用户的发送信号由频域信号（传统OFDM）又回到了时域信号（和单载波系统相同），这样PAPR就被大大降低了。由于在这个系统中，每个用户的发送信号波形类似于单载波，也有人将其看作一种单载波技术，虽然它是从OFDM技术演变而来的。
第三部分：SC-FDE
SC-FDE系统相当于将OFDM系统中发送端的IFFT处理模块移至接收端，这样他可以有效的综合了OFDM和单载波的优点：
（1）SC-FDE 和多载波有近似的均衡性能，在时间色散（频率选择性干扰）严重时，复杂度远远小于时域均衡。
（2）SC-FDE 在信道中传送的是直接在时域上调制的信号，包络比较恒定。因而降低了对功放线性度的要求，减小了发送功耗。
（3）对于 SC-FDE 系统，通常不需要通过信道编码来降低频率选择性衰落的影响。
（4）相比于 OFDM 对频率偏差敏感，SC-FDE 对频偏的敏感性要小些，从而部分减小了接收端频率同步的代价。
尽管，SC-FDE 和OFDM 在处理流程上有很多相似的地方，但由于 SC-FDE 是在时域上进行信号判决的，对定时偏差更加敏感，对接收端定时同步要求更高；而且在信号判决前要经过傅里叶变换，扩展了噪声的影响。
从定义可知，其实此处的SC-FDE，就是指DFT-S-OFDM。
第四部分：OFDM与OFDMA
首先，OFDM本身不具有多址能力，需要和其他的多址技术，如TDMA、CDMA、FDMA等结合实现多址，包括OFDMA（正交频分复用）、MC-CDMA、MC-DS（直接序列扩频）-CDMA、VSF-OFCDM（可变扩频因子正交频码分复用）等技术。
DFT-S-OFDM（离散傅丽叶变换扩展OFDM）是一种为降低PAPR设计的OFDM改进技术。
OFDMA是OFDM技术的演进，将OFDM和FDMA技术结合。在利用OFDM对信道进行副载波化后，在部分子载波上加载传输数据的传输技术。
OFDM是一种调制方式；
OFDMA是一种多址接入技术，用户通过OFDMA共享频带资源，接入系统。
将OFDM和FDMA技术结合形成的OFDMA技术是最常见的OFDM多址技术，又分为子信道OFDMA和跳频OFDMA。
子信道OFDMA
子信道OFDMA，即将整个OFDM系统的带宽分成若干子信道，每个子信道包括若干子载波，分配给一个用户（也可以一个用户占用多个子信道）。
子信道OFDMA对子信道（用户）的子载波分配相对固定，即某个用户在相当长的时长内使用指定的子载波组（这个时长由频域调度的周期而定）。这种OFDMA系统足以实现小区内的多址，但实现小区间多址却有一定的问题。因为如果各小区根据本小区的信道变化情况进行调度，各小区使用的子载波资源难免冲突，随之导致小区间干扰。如果要避免这样的干扰，则需要在相邻小区间进行协调（联合调度），但这种协调可能需要网络层的信令交换的支持，对网络结构的影响较大。
跳频OFDMA
另一种选择就是采用跳频OFDMA。在这种系统中，分配给一个用户的子载波资源快速变化，每个时隙，此用户在所有子载波中抽取若干子载波使用，同一时隙中，各用户选用不同的子载波组。与基于频域调度的子信道化不同，这种子载波的选择通常不依赖信道条件而定，而是随机抽取。在下一个时隙，无论信道是否发生变化，各用户都跳到另一组子载波发送，但用户使用的子载波仍不冲突。跳频的周期可能比子信道OFDMA的调度周期短的多，最短可为OFDM符号长度。这样，在小区内部，各用户仍然正交，并可利用频域分集增益。在小区之间不需进行协调，使用的子载波可能冲突，但快速跳频机制可以将这些干扰在时域和频域分散开来，即可将干扰白化为噪声，大大降低干扰的危害。随着各小区的负载的加重，冲突的子载波越来越多，这种“干扰噪声”也会积累，使信噪比降低，但在负载不是很重的系统中，跳频OFDMA可以简单而有效地抑制小区间干扰。
笔者按：其实是不是类似GSM的跳频呢。
第五部分：LTE上行的SC-FDMA
SC-FDMA，是LTE的上行链路的用户多址SC-FDMA是单波载（Single-carrier），与OFDMA相比之下具有的较低的PAPR（峰值/平均功率比，peak-to-average power ratio），比多载波的PAPR低1-3dB左右（PAPR是由于多载波在频域叠加引起）。更低的PAPR可以使移动终端（mobile terminal）在发送功效方面得到更大的好处，并进而延长电池使用时间。
SC-FDMA具有单载波的低PAPR和多载波的强韧性的两大优势。
因此，FDD及TDD模式的LTE上行链路传输架构是根据具有循环码的SC-FDMA。
SC-FDMA（Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，单载波频分多址），是LTE的上行链路的主流多址技术。因为SC-FDMA在传统的OFDMA处理过程之前有一个额外的DFT（离散傅立叶变换）处理，SC-FDMA也被叫做线性预编码OFDMA技术。SC-FDMA信号可以在时域生成，也可以在频域生成。出于和下行链路的兼容考虑，LTE选择了在频域生成 SC-FDMA技术，即DFT-S-OFDM（Discrete Fourier Transform-Spread OFDM）技术。该技术是在 OFDM的IFFT调制之前对信号进行DFT扩展，这样系统发射的是时域信号，从而可以避免OFDM系统发送频域信号 带来的PAPR问题。
笔者按：从以上可见，其实此处的SC-FDMA，具体内容还是DFT-S-OFDM。而并没有涉及用户多址。所以，并不是很准确。
当然，上行采用DFT-S-OFDM，是因为信号峰均比低，降低对通信设备的射频系统要求；
上行主要是单用户，所以，单载波调度用户多址即可。
当然，标准中是否明确了两者是相同概念？等有空去看看协议。
第六部分：SC-FDMA低峰均比的原因
LTE不采用OFDMA做上行，而采用SC-FDMA的主要原因是为了降低峰均比，一般的解释是SC-FDMA最后发送的时域上的数据而不是频域上的数据，因此PAPR会很低，但是为什么时域上的数据的PAPR就低呢？
等同于单载波，PAPR当然低，关键的区别在于OFDM每个子载波上的相位是随机的，能量是固定的，而SC-FDMA的所谓的子载波上相位是有规律的，能量是不一样的，所以它在叠加之后，其实相当于串行发送。
首先SC-FDMA调制后信号是时域信号，本身这个时域信号就是QAM调制信号（PAPR很低，都归一化在1附近了），经过M点的DFT后，变换至频域上，然后映射至N点FFTsize中的M点上，其中映射方式可以集中式或者分散式的。然后再经过N点的IFFT再变换至时域上。
其中，对于分散式映射，IFFT之后的时域信号相当于DFT之前时域信号的重复(N/M，假设能整除)，所以其PAPR也会很低；
对于集中式映射，相当于在频域上边带填充0，这样IFFT之后的时域信号相当于对DFT之前时域信号进行插值，由于原来的时域信号的PAPR低，所以插值之后时域信号的PAPR依然很低。
OFDMA 称为多载波，是因为在时域上，调制完了以后，N 个符号同时传输的 （每一个子载波传输负责一个符号的传输，所以符号的周期是延长了N倍）。
而SC-FDMA, 虽然N个符号是一起调制的，但是他们是一个接着一个传送的，这就像我们普通的FDMA一样。
OFDMA 有较高的PAPR，这是因为，经过了IFFT 以后，每一个时域上的符号是那N个符号(这N 个符号是来自QPSK, 16QAM, 64QAM modulation )经过phase rotation的和（这个是由IFFT的那个公式来的）。这样，如果N足够大，通过中心极限定理，那每一个传输的符号就趋近于复高斯分布，幅度趋近于瑞利分布。瑞利分布有无限大的尾部，就是幅度的大小可以趋近于无穷大（尽管概率很小）。这样，最大power 和平均power 的比值（PAPR)就会很大了。
而SC-FDMA, 经过了DFT 和IDFT变换后，传送的符号就是输入的符号(符号周期变短了），所以 peak power 不会太大。
对于OFDM，每个已调符号映射到不同的子载波上，然后叠加在一起发送，发送的时域信号就是很多信号的叠加 。
而对于DFT-S-OFDM，每个符号经过DFT扩展到各个子载波上，也就是说每个符号在各个子载波上都有信息承载，所以将这些子载波一起看作一个宽带载波，所以称为单载波。
第七部分：SC-FDMA是什么？
SC-FDMA的全称是 Signal-carrier frequency division multiple access。和其它多址接入方式(TDMA,FDMA,CDMA,OFDMA)一样。
SC-FDMA主要是针对多用户共享通信资源所提出的，其作为LTE uplink的候选方案。
那么SC-FDMA是在什么情况下提出的呢？
SC-FDMA的提出是以OFDMA为基础，是针对OFDMA的以下缺点而提出的一种新的解决方案：
(1)较大的功率峰值均值比，PAPR较大；
(2)对于频偏敏感；
系统结构配置SC-FDMA与OFDMA的系统结构框图如下图所示：
从图中可以清楚地看出SC-FDMA与OFDMA系统的结构差别。
和OFDMA一样，在SC-FDMA系统中，用户使用不同的正交子载波传输符号信息。完成这一步操作的功能单元即为上图中的’Subcarriers Map’模块。SC-FDMA的子载波映射分 为两种方式：
(1) Localized FDMA（LFDMA）
每个终端用户分配一段连续的子载波； 每个终端用户的带宽为系统带宽的1/Q（假设有Q个用户）
(2) Distributed FDMA
每个终端用户分配一段不连续的子载波； 每个终端用户的带宽扩展为整个系统的带宽； IFDMA(interleaved FDMA)是其一个特例；后面的分析都是基于IFDMA
两种分配方式的频谱示意图如下：
对应的载波映射频域信号示意图如图：
从上图我们发现，SC-FDMA中涉及到了多个子载波，那么为什么又称为Signal Carrier呢，下面我们从数学公式上作推导。（这部分，忽略，我也不看）
根据推导公式可以得到SC-FDMA系统时域信号的对应关系如下图：
对于IFDMA，发送信号是原始信号的周期延拓，而LFDMA只有在上图中黄色部分表示的信号等于原始调制后的信号，而其它位置的信号是调制后信号的加权。
总之，SC-FDMA与OFDMA在信号处理上有非常相同的地方，个别不同的地方，是因为应用场景与系统设计上的考虑所作出的权衡选择。
第八部分：信号均衡
OFDM，实际上是MCM多载波调制的一种，是降低恶劣信道影响的一种技术。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰 ICI。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
【笔者按：此时可以按照子载波频域进行信号均衡，所以，可以称为是多载波频域均衡】
OFDM中的各个载波是相互正交的，每个载波在一个符号时间内有整数个载波周期，每个载波的频谱零点和相邻载波的零点重叠，这样便减小了载波间的干扰。由于载波间有部分重叠，所以它比传统的FDMA（如GSM）提高了频带利用率。
在过去的频分复用（FDM）系统中，整个带宽分成N个子频带，子频带之间不重叠，为了避免子频带间相互干扰，频带间通常加保护带宽，但这会使频谱利用率下降。为了克服这个缺点，OFDM采用N个重叠的子频带，子频带间正交，因而在接收端无需分离频谱就可将信号接收下来。
参考：
https://blog.csdn.net/yanghonker/article/details/80337208
https://www.csdn.net/tags/MtTaIg5sMTkzMDU3LWJsb2cO0O0O.html
其他
