LTE上行SC-FDMA 下行采用OFDMA的原因

LTE下行是OFDMASC-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
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

LTE不采用OFDM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添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。