如何理解OFDM、SC-FDMA和DFT-S-OFDM在提高4G LTE上行接入频谱效率中的作用？它们在设计MIMO系统时是如何应用的？

OFDM（正交频分复用）、SC-FDMA（单载波频分多址接入）和DFT-S-OFDM（离散傅里叶变换扩频正交频分复用）是4G LTE中用于提升上行链路频谱效率的关键技术。首先，OFDM通过将数据流分散到多个相互正交的子载波上，能够在频率选择性衰落的环境中提供高数据传输速率，同时保持较高的频谱效率。然而，传统的OFDM由于其较高的峰均功率比（PAPR）会导致功率放大器效率降低，进而影响终端设备的电池寿命和成本。

参考资源链接：[OFDM与SC-FDMA：4G LTE上行接入技术深度解析](https://wenku.csdn.net/doc/4ekdy2a3ii?spm=1055.2569.3001.10343)

SC-FDMA技术的引入正是为了解决OFDM的这一缺点。SC-FDMA通过将频率分割为多个连续的子频带，并将输入数据分散到不同的子频带中，从而减少峰均功率比，提高上行链路的功率效率。SC-FDMA还能够提供良好的频谱保护，使得频谱资源能够更加有效地被用户利用，从而提升了整体的频谱效率。
DFT-S-OFDM是OFDM的一种变体，它通过应用离散傅里叶变换来降低子载波之间的干扰，进一步提高了频谱效率。在实际应用中，DFT-S-OFDM能够支持更高的调制阶数，从而实现更高的数据传输速率，同时保持OFDM的优点，如对多径传播的鲁棒性。
当这三种技术与MIMO技术结合时，可以在不同的传输链路中同时传输多个数据流，显著提升了无线通信的容量和频谱效率。在MIMO系统中，OFDM和DFT-S-OFDM可以用于多路复用多个信号流，而SC-FDMA则可以被用作上行传输以优化功率效率。这三种技术的结合使得4G LTE网络能够为用户提供高速的数据服务，同时保证了QoS和分组域业务的高效传输。
为了更深入理解这些技术及其在MIMO系统中的应用，推荐阅读《OFDM与SC-FDMA：4G LTE上行接入技术深度解析》。该书详细解释了这三种技术的工作原理、优缺点以及它们如何被集成到4G LTE系统中，同时也提供了关于频谱效率和功率效率优化的深入分析。通过学习这些内容，读者可以全面掌握OFDM、SC-FDMA和DFT-S-OFDM在现代通信系统中的关键作用及其在MIMO设计中的应用方法。

参考资源链接：[OFDM与SC-FDMA：4G LTE上行接入技术深度解析](https://wenku.csdn.net/doc/4ekdy2a3ii?spm=1055.2569.3001.10343)