I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   18 ,   N o .   1 A p r i l   20 20 ,   p p.   351 ~ 360   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 8 .i 1 . pp 351 - 360             351       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   Hi g h e r   p e r f o r m a n c e   a n d   l o w e r   c o m p l e x i t y   t u r b o   d e c o d i n g   schem e   f o r   4 G - L T E   u si n g   u n p u n c t u r e d   t u r b o   t r e l l i s - c o d e d   m o d u l a t i o n       ELar b i   A b d e r r ao u f,   A b d e s s e l am   Bas s ou ,   M o h am e d   R i d a   Lah c e n e   D e pa r t m e n t   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng T a hr i   M o ha m m e d   U n i v e r s i t y - B e c ha r A l g e r i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e A ug   4 ,   2019   R e v i s e O c t   6 ,   20 19   A c c e pt e O c t   20 ,   2 01 9       M o bi l e   c o m m uni c a t i o ns   ha v e   be c o m e   ne c e s s i t i e s   a n e v e e v e r y da y   c om m o di t i e s .   I t he   p r e v i o us   de c a d e s   t he y   e vo l v e f r o m   a   t e c hno l o g r e s e r v e f o r   a   l i m i t e num b e r   o f   i ndi v i dua l s   t o   t he   c ur r e n t   s y s t e m s   t ha t   a r e   e v e r y w he r e   i o ur   l i v e s .   T he   t a s o f   de v e l o pi ng   m o bi l e   t e c hno l o g i e s   ha s   a l s o   e v o l v e f r o m   a   na t i o na l   o r   r e g i o na l   f o c us   t o   a   c om pl e a n g r o w i ng   m i s s i o n,   s uppo r t e by   g l o ba l   s t a nda r d s   de v e l o pm e n t   o r g a ni z a t i o ns   s uc h   a s   3G P P     ( 3r G r o up  P a r t ne r s h i P r o j e c t ) .   T ha n ks   t o   t he   s uc c e s s   o f   s m a r t   pho ne s   a nd   m o bi l e - r e a dy   l a pt o ps ,   d a t a   t r a f f i c   ha s   r e c e nt l y   g r o w e xpo ne nt i a l l y ,   a nd  t h e   de m a nd  f o r   m o bi l e   d a t a   ha s   r i s e v e r y   dr a m a t i c a l l y .   T he s e   r e que s t s   i l a r g e   c a pa c i t y   c a o nl y   be   s a t i s f i e by   a   hi g e f f i c i e nc y   a nd  a   ve r y   go o d   o pt i m i z a t i o o f   t he   i nf r a s t r uc t ur e s   o f   t he   m o bi l e   ne t w o r k s ,   w hi l e   t a ki ng   i nt o   a c c o unt   t h e   c o ns t r a i n t s   w hi c a r e   t he   po w e r ,   ba n dw i d t a nd  a   l i m i t e d   c om pl e xi t y .   T hr o ug t hi s   r e s e a r c h,   w e   pr e s e n t   e v e r y t hi ng   r e l a t e t o   t he   s i m u l a t i o o f   t he   4G   m o bi l e   ne t w o r s y s t e m   ( L T E ) ,   w hi c c a pr o v i de   hi g da t a   f l o w   w i t g o o qua l i t y ,   t hr o ug t h r e e   m o de l   c ha nn e l s   kno w a s     ( E P A ,   E V A ,   E T U ) .   I t hi s   w o r w e   f o c us   o t he   b l o c i t e r a t i v e   de c o di ng  c ha nne l   e nc o de r   i t h e   L T E   s y s t e m ,   w he r e   t he   i t e r a t i v e   c ha nn e l   c o di ng  c a l l e T u r bo - c o de   ( T C )   i s   s ubs t i t u t e by   t he   i t e r a t i v e   c o di ng   c ha nne l   c a l l e U npunc t ur e T u r bo   T r e l l i s - c o de M o dul a t i o n’   ( U T T C M ) .   T h e   s i m ul a t i o r e s ul t s   s ho w e t ha t   w i t l e s s   d e c o di ng   c o m pl e xi t i e s ,   U T T C M ' s   L T E   s y s t e m   g i v e s   g oo pe r f o r m a nc e   ( i t e r m s   o f   B E R ) .   Ke y w or ds :   4G - L T E   D e c o di n gc o m pl e xi t y   T u r c o - c o de   U T T CM   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   E l a r b i   A b de rr a o uf ,   D e pa rt m e n t   o f   E l e c t ri c a l   E ngi n e e ri n g ,   T a hri   M o h a m m e d   U n i v e r s i t y - B e c h a r,   A l ge ri a .     E m a i l :   e l a r b i a b de rra o uf 12@ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     F r o m   M o r s e   c o m m u ni c a t i o n s   i t h e   m i ddl e   o f   t h e   19 t h   c e nt u r y   t o   t h e   c u rr e nt   m o b i l e   t e l e ph o n y ,     t o   S h a nn o n ' s   w o r [1],   i n t e r e s t   i n   c o m m u ni c a t i o n   s y s t e m s   ha s   g r o w n   s t e a di l y .   H ow e ve r ,   e v e n   t h o ugh   t h e   a b i l i t y   t c o m m uni c a t e   w i r e l e s s l y   us i n H e r t z i a n   w a ve s   w a s   di s c ov e r e m o r e   t h a n   a   c e nt u r y   a g o ,     t h e   ph e n o m e n o n   a c c e l e ra t e i n   t h e   l a t e   20t h   c e nt u r y ,   w i t t h e   de m o c r a t i z a t i o n   o di gi t a l   s y s t e m s   a n t h e   de pl oy m e n t   of   m a s s - m a r ke t   c e l l ul a r   t e l e p h o n y .   H ow e ve r ,   f a c e w i t h   t h e   c urr e n t   c o n v e r ge n c e ,   i t   i s   a t   t h e   l e v e l   of   a l l - in - o n e   de v i c e s   o r   di f f e r e n t   di g i t a l   s t r e a m s   (v o i c e ,   i m a ge s ,   v i de o ,   m e s s a ge s   a n d a t a g r o upe o n   t h e   s a m e   t ra n s m i s s i o n   p r o t o c o l   a s   IP   (I n t e rn e t   P r o t o c o l ),   t h e   m u l t i p l i c i t y   of   s y s t e m s   a n s t a n d a r ds   c a n   ha rm   t h e   a t t ra c t i v e n e s s   o f   r e c e n t   de v e l o pm e n t s .   R e fo c us i n o n   t h e   n e e ds   o f   t h e   us e r   a n t h e   t ra n s pa r e n c y   of   t h e   a c c e s s e s ,   w h i l e   m a k i n t h e   m i n i m u m   c o m pr o m i s e   o n   t h e   q ua l i t y   a n t h e   c os t   pe r   b i t   t ra n s m i t t e d ,   b e c o m e s   e s s e n t i a l   t o   e n s u r e   a   c r a z e   t o w a r ds   t h e   s o - c a l l e 4 t h   ge n e ra t i o n   (4G )   s y s t e m s ,   w h i c h   w i l l   ha v e   t o   pr o v i de   m o b i l e   b r o a db a n d   w i t h   a s s o c i a t e s e r v i c e s   i n   a   s u i t a b l e   w a y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   1 A p r i l   20 20  :     3 5 1   -   3 6 0   352   R e s e a r c h e r s   a r o u n t h e   w o r l h a v e   i n v e s t i ga t e t h e   e f f i c i e n c y   of   L T E   s y s t e m   us i n s i m ul a t i o n .     In   [2],   t h e   a u t h o h a s   i m p l e m e n t e t h e   p h y s i c a l   l a y e r   us i ng  M a t l a b   S i m u l i nk  i o r de r   t o   e m p h a s i z e   h i g h   s pe c t r a l   e f f i c i e n c y ,   h i gh   pe a d a t a   ra t e s ,   l o w   l a t e n c y ,   a n f r e que n c y   f l e xi b i l i t y .   C o n s i de ri n t ha t ,     L T E   s c h e dul e r s   s h o ul b e   a b l e   t o   m e e t   t h e   n e e ds   of   m a c h i n e - to - m a c hi n e   (M 2M de v i c e s   s u c h   a s   t i m e   c o n s t ra i nt s   a n s pe c i f i c   Q ua l i t y   o S e r v i c e   (Q oS r e qui r e m e n t s ,   t h e   a ut h o r s   o f   [3]  h a v e   pr o po s e a n   L T E   s c h e dul e r   t ha t   p r o v e d,   t hr o ugh   s i m u l a t i o n ,   t h a t   i t   i s   a b l e   t o   r e a c h   t h e   l o w e s t   P a c ke t   L o s s   R a t e   (P L R a n d   de l i v e r   hi g h e s t   t hr o ug h put .   T o   a ddr e s s   t h e   c o n s t ra i nt s   w i t h   l i m i t e b a n ds   a n po w e r s ,   O r t h o go na l   F r e que n c y   D i v i s i o n   M ul t i pl e (O F D M m ul t i - c a rri e a l go r i t hm s   a r e   a m o n g   t h e   m a i n   c a n d i da t e s   f o r   t h e   s pe c t r a l   e ff i c i e n c y   r a c e .   T h e i r   c o m b i n a t i o n   i s   p a r t i c ul a rl y   s ui t a b l e ,   a n a l l o w s   c o n s i de r i n a   r i s e   i n   da t a   f l ow   r a t e   w h i l e   m a i nt a i n i ng  a   r e a s o na b l e   r e c e pt i o n   c o m pl e xi t y .   In de e d,   m ul t i - c a rri e r   t e c hn i que s   [4]  m a ke   i t   po s s i b l e   t o   i de a l l y   us e   t h e   ra di o   r e s o ur c e   a n t o   c o m pl y   w i t h   s t ri c t   s pe c t ra l   c o n s t ra i nt s   by   di s t r i b ut i n t h e   po w e r   a pp r o pri a t e l y .   M o r e ov e r ,   c o m b i n e w i t h   c o di ng,   t h e y   e n s u r e   r o b us t n e s s   by   e xpl o i t i n t i m e - f r e que n c y   di v e r s i t y .   T h e   p r o g r e s s   of  c o di n g - c ha nn e l   t e c hni que s ,   i n   p a r t i c ul a r   w i t h   t h e   a ppe a ra n c e   o t h e   t u r b pr i n c i p l e s   i n   t h e   a rt i c l e   b y     B e r r o [5] ,   m a ke s   i t   po s s i b l e   t o   a pp r o a c h   t h e   t h e o r e t i c a l   l i m i t s   p r o v i de by   S h a nn o n.   T h e r e f o r e ,   a n y   a ppr o a c h   t o   t h e   de s i g n   a nd  o pt i m i z a t i o n   o f   c o m m uni c a t i o n   s y s t e m s   m us t   n o t   o n l y   l e a t o   a   c o m pr o m i s e   b e t w e e n   s pe c t r a l   e f f i c i e n c y ,   b ut   a l s o   t t h e   r e s i s t a n c e   o t h e s e   s y s t e m s   a ga i n s t   t r a n s m i s s i o n   e rr o r s .   T h e   m o s t   i m po rt a nt   f a c t o r s   t h a t   l e a t o   t h e   qua l i t y   a n du r a b i l i t y   o t h e   m o b i l e   c e l l ul a n e t w o r (L T E a r e   r e l a t e t o   t h e   po w e r   a n e f f i c i e n c y   of   t h e   b l oc (c h a nn e l   c o di n g)  o n   t h e   t ra n s m i s s i o c h a i n .   A dv a n c e r e s e a r c h   i n   t h e   a r e a   o f   e r r o r   c o rr e c t i o n   c o de s   h a s   c o n f i rm e t ha t   t h e   m o s t   po w e r f ul   a n e ff i c i e n t   c o de s   t ha t   h a v e   a   be t t e r   de c o di n a l go ri t hm   (i t e r m s   o c o r r e c t i v e   c a pa b i l i t y a n t h e   l e a s t   c o m pl e xi t i e s ,   a r e   t h e   o n e s   t ha t   a r e   l i m i t e t o   c o d e s   t h a t   us e   t h e   i t e r a t i v e   c a l c ul a t i o n   a l go ri t hm .   A n   o pt i m a l   c o d e   c a n   ha v e   a   gr e a t   c a p a c i t y   of   t h e   c o r r e c t i o o f   e rr o r s ,   i f   i t s   c o m pl e xi t y   i s   w e a [6],   a s   w e   c a n   r e duc e   t h e   de c o di n g   c o m pl e xi t y   w h i l e   p r e s e r v i n t h e   s a m e   pe r f o r m a n c e s   of   t hi s   c o de   a s   t h o s e   de s c r i b e i [7 - 9] .     H e n c e   t h e   p ra c t i c a l   a dv a n t a ge   o f   l oc a l i z e i t e ra t i v e   de c o di n i n   t ha t   po w e r f ul   c o de s   c a n   n o w   b e   de c o de d   w i t h   r e a s o na b l e   c o m pl e xi t y ,   s o   m uc h   o f   t h e   r e s e a r c h   i s   f o c us e o n   e v a l ua t i n i t e r a t i v e   de c o di n pe r f o r m a n c e   fo r   t h e   f ut u r e   L T E   n e t w o r s y s t e m s .   P r o a k i s   c o n s i de r e i n   [10]   t ha t   t u r b o - c o de   i s   a e vo l ut i o n   o f   t h e   c o n vo l ut i o n a l   e n c o di n t e c hn o l o g y   us e i n   a l l   p r e v i o us   s t a n d a r ds   w i t h   i m p r e s s i v e   pe r fo r m a n c e   i n   t e rm s   of  c a pa c i t y   i n e a r by   c h a nn e l s .   S i n c e   t h e   f i r s t   pub l i c a t i o o t h e   t u r b o   c o de s ,   v a r i o us   w o r ks   ha v e   b e e n   do n e .   M o s t   of   t h e s e   w o r ks   i l l us t ra t e t h e i r   pe r f o r m a n c e   o r   pr e s e nt e o pt i m i z a t i o n   m e t h o ds   us i n b i na r y   m o dul a t i o n s .   H ow e ve r ,   t h e   c o n c e r n   t o   t r a n s m i t   a t   h i g h   ra t e s   w h i l e   b e i n c o n f i n e t o   a   f i n i t e   b a n dw i dt h   h a s   l e s o m e   a ut h o r s   [11 - 1 3]  t o   c o n s i de r   t h e   a ppl i c a t i o o f   t ur b o   c o de s   fo r   m o dul a t i o n s   w i t h i g   s pe c t r a l   e f f i c i e n c y .   A a t t e m p t   t o   i m p r o v e   t h e   pe r f o r m a n c e   i n   s e n s e   o f   B i t   E rr o R a t e   (B E R o f   L T E   de c o de r   h a s   b e e n   pr o po s e i n   [14].   T h e   a u t h o r s   h a v e   pr o po s e d   a n   a r c h i t e c t ur e   o r e v e r s e d - t r e l l i s   t a i l - b i t i ng  c o n vo l ut i o na l     c o d e s   [15]  (R T - T B CC)  fo r   L T E   c o m m u ni c a t i o n   s t a n d a r dt ha t de m o n s t ra t e s   p r o m i s i n r e s ul t s   i n   ha r dw a r e   i m p l e m e nt a t i o n   a n pe r f o r m a n c e .   T h i s   s o l ut i o n   i s   a   s i g ni f i c a nt   d e c r e a s e   i n   c o m pl e xi t y   c o m pa r e t o   f i xe d - t a i l   m a x i m u m - l i ke l i h o o (F T M L de c o de r .   T h e   m a i n   go a l   o f   t h i s   w o r i s   t o   i m p r o v e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   4G   n e t w o r us i n a   n e w   i t e r a t i v e   c o di n t e c hn o l o g y ,   w h i c h   i s   e ff i c i e n t   a n l e s s   c o m pl e x,   c a l l e U T T CM   [16]  i n s t e a o f   t ur b o - c o de .   U T T CM   i s   a m o n i t e ra t i v e   c o d e s   w i t h   hi g h   s pe c t ra l   e ff i c i e n c y   a n w hi c h   c o n t a i n s   t w o   T CM   e n c o de r s   l i nke t o ge t h e i n   p a r a l l e l .   T r e l l i s - c o de m o dul a t i o n s   (T CM w a s   i n v e n t e by   U n ge r b oe c i n   1982  [17]  a n U T T CM   c o de s   w a s   t h e   r e s ul t   o a   c o n t i n uo us   s e r i e s   of  i nn o v a t i o n s   f r o m   t h e   T T CM   a s   de s c r i b e i n   [18 19]  t o   t h e   P T T CM   a s   de s c r i b e i n   [2 0 - 22] .   U T T CM   c o de s   a r e   v e r y   e ffe c t i ve   fo r   c o m m u ni c a t i o n s   o n   l i m i t e b a n d   c ha nn e l s   [23] .       2.   S TR U C TU R O F   TH E   LT S Y S TE M   T h e   p h y s i c a l   l a y e r   of   L T E   t e c hn o l o g y ,   de pi c t e i n   F i gu r e   1 ,   i s   a n   e f f i c i e n t   w a y   of   s e n di n d a t a   a nd  c o n t r o l   s i g n a l s   b e t w e e n   b a s e   s t a t i o n   a n d   t h e   m o b i l e   us e r .   L T E   us e s   m a n y   a dv a n c e t e c hn o l o gi e s ,   i n c l u di n g   O r t h o go na l   F r e que n c y   D i v i s i o n   M ul t i p l e xi n (O F D M ).   B e s i de s   t h e s e   o n   t h e   upl i n k ,   i t   us e s   s i n g l e   c a rri e r   F r e que n c y   D i v i s i o n   M ul t i pl e   A c c e s s   (S C - F D M A ),   w h i l e   o n   t h e   do w n l i nk,   i t   us e s   O r t h o go na l   F r e que n c y   D i v i s i o n   M ul t i pl e   A c c e s s   (O F D M A ).   In   t hi s   s e c t i o n   w e   w i l l   m o de l   t h e   di f f e r e n t   b l o c ks   of   t h e   ph y s i c a l   l a y e r   i n   t h e   c a s e   of   a   d ow n l i n (l i n b e t w e e n   a n   e N o de B   a n a   U E t hr o ug h   t h e   dow n s t r e a m   t ra n s po rt   c h a nn e l s   (P D S CH ).   F o r   t h i s ,   w e   w i l l   c o n s i de r   t h e   t hr e e   e n t i t i e s   i n v o l v e d:   t h e   t r a n s m i t t e r ,   t h e   pr o pa g a t i o n   c h a nn e l   a n d   t h e   r e c e i ve r .   In   t h e   t r a n s m i t t e r   s i de ,   t h e   da t a   c o m i n f r o m   t h e   uppe r   l a y e r s   a r e   e n c a ps ul a t e i n   t h e   f o r m   o f   f r a m e s   [24 - 26]  c a l l e " t ra n s po rt   b l o c k"   be fo r e   t h e i r   p a s s a ge   i n   t h e   ra di o   l i nk  a nd  t h e i t ra n s m i s s i o n   w h o s e   dura t i o i s   c ha r a c t e r i z e by   t h e   T ra n s m i s s i o n   T i m e   I n t e r v a l   ( T T I) .   T h e   T ra n s po rt   B l o c S i z e   o r   T B S   de pe n ds   o t h e   n u m b e r   o f   ph y s i c a l   r e s o ur c e   b l o c ks   (P RB s a n t h e   m o dul a t i o n   a n c o di n s c h e m e   a do pt e d.   T h e   t r a n s m i t t e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       H i ghe r   pe r f or m anc e   a nd  l ow e r   c om pl e x i t y   t ur bo   d e c odi ng  s c he m e   f or   4G - L T E   us i ng…   ( E L ar bi   A bd e r r aouf )   353   s t a r t s   w i t h   r e s o ur c e   da t a   t ha t   a r e   g r o upe a s   t r a n s po r t   b l o c ks .   In   e a c h   T T I,   a   t ra n s po r t   b l o c w i l l   b e   t r a n s f e rr e f i r s t   t o   t h e   c o di n po rt i o n   o f   t h e   c h a nn e l   t ha t   c o ns i s t s   of   t w o   e n c o de r s   CR a n a   T u r b o   e n c o de r .   kn o w i n t ha t   t h e   m o s t   us e CR c a l c ul a t i o n s   a r e   de s i gn e t o   a l w a y s   b e   a b l e   t o   d e t e c t   e r r o r s   o f   c e r t a i n   t y pe s ,   s uc h   a s   t h o s e   due   fo r   e xa m p l e   t o   i nt e r f e r e n c e   duri n t ra n s m i s s i o n ,   CR i s   us e a t   t h e   b e gi nni n o f   c h a nn e l   c o di n [27] .   N e xt ,   t h e   ra t e   a d a pt a t i o n   b l o c c o m b i n e w i t h   t h e   h y b r i A R Q   r e t r a n s m i s s i o n   t e c hn i q ue   i s   a   ki n o f   c o o r di na t o r   b e t w e e n   t h e   c ha nn e l   c o di n a n t h e   dow n l i nk  s h a r e p h y s i c a l   c ha nn e l   b l o c ks   [28 ].     T h e n   t h e   c o de   w o r t r a n s m i t t e t o   t h e   p h y s i c a l   c h a nn e l   i n   a   s ub f r a m e m us t b e   s c r a m b l e b e fo r e   t h e   m o dul a t i o n   t o   c o pe   w i t h   t h e   i nt e r f e r e n c e   by   p e r f o r m i n g   t h e   X O R   o pe r a t i o n   o f   t h e   i n pu t   b i t s   w i t h   a   s c r a m b l i n c o de   [29].   A t   t h e   e n o f   t h e   t r a n s m i t t e r   c ha i n,   w e   us e   t h e   s o - c a l l e m o dul a t i o n   t ha t   a l l o w s   b i t s   t b e   a s s o c i a t e w i t h   m o dul a t i o n   s y m b o l s ,   s u c h   t h a t   e a c h   c o de   w o r m us t   b e   m o dul a t e w i t h   o n e   of  t h e   m o dul a t i o n s   (Q P S K ,   16Q A M ,   64Q A M ) .   T h e n   w e   s e n t h e   r e s ul t   o f   m o dul a t i o n   v i a   t h e   O F D M   t e c hni que   [30]  t hr o u g h   ra di o   c h a nn e l s   t o   r e a c t h e   r e c e i v e r   t ha t   do e s   t he   r e v e r s e   p r o c e s s i n g .           F i gu r e   1 .   P h y s i c a l   l a y e r   s pe c i f i c a t i o n s   i L T E       3.   C O D I N G   O F   T H E   C LA S S I C A C H A N N EL   I N   LTE   R a di o   pr o pa ga t i o n   c ha nn e l   m o de l s   a r e   c o n s i de r e t o   be   a   m o r e   i m po r t a n t   f a c t o r   i n   t h e   s i m ul a t i o n   o ra di o   t r a n s m i s s i o n   s y s t e m s .   T h e r e f o r e ,   a l l   s t a n d a r ds   f o r   de s i gn   a n o pt i m i z a t i o n   r e c o m m e n c h a nn e l   m o de l s   fo r   s pe c i f i c   pr o pa ga t i o n   e n v i r o n m e n t s .   K n o w i n t h a t   t h e s e   c h a nn e l   m o de l s   a r e   c h a ra c t e ri z e by   pa t h   l o s s   m i t i g a t i o n ,   s ha do w   f a di n g ,   a nd  m u l t i pa t h   f a di n g ,   o ur   i n t e r e s t   i n   t hi s   w o r i s   c e n t e r e o n   t h e   c o n di t i o n s   o pr o pa g a t i o n   o m ul t i pa t h   f a di n p r e s e n t   i n   a   t y pi c a l   L T E   c ha nn e l s ,   a nd  t h e i r   i m p a c t   o n   t h e   e s t i m a t i o n   o f   t h e   t e m po ra l   de l a y   o f   t h e   s i g n a l s .   F r o m   t h e   de f i ni t i o n   o f   T a p pe d - D e l a y   L i n e   (T D L m o de l s ,   3G P P   s t a n da rds   ha v e   de t e r m i n e t h e   i m pu l s e   r e s po n s e   o f   t h e   L T E   c h a nn e l   b y   t h e   f o l l o w i n f o r m ul a :     ( , ) = = 1 ( , )   (1)     w h i l e   e a c h   pa t h   i s   c h a ra c t e r i z e by   a   c o n s t a n t   de l a y ,   a   r e l a t i v e   pow e r   a nd  a l s o   by   a   D o ppl e r   s pe c t r u m ,   w h e r e     i s   t h e   num b e r   o f   t h e   pa t h   a n   i s   t h e   pa t h   de l a y     r e l a t i v e   t o   t h e   f i r s t   pa t h   a n   i s   t h e   c o m pl e x   a m p l i t ude   d i s t r i b ut e b y   R a y l e i gh   f o r   e a c pa t h,   w hi c f o l l ow s   a   c o n v e n t i o na l   J a ke s   D o ppl e r   s pe c t r u m ( ) :     ( )   1 1 ( ) 2   a n d   [ , ]   (2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   1 A p r i l   20 20  :     3 5 1   -   3 6 0   354   T h e   3G P P   s t a n da rd  i n   [3 1 ],   w a s   l i m i t e t o   t h e   us e   o t hr e e   m o de l s   of   t h e   m a i n   c h a nn e l s ,   r e p r e s e n t e i n   P e de s t r i a n   A   a n V e h i c ul a r   A   c h a nn e l s   i n   [3 2 ],   a nd  t h e   T y pi c a l   U r b a n   c h a nn e l   (T U i n   [ 3 3 ],     w h i c h   c o rr e s po n e xa c t l y   a n r e s pe c t i v e l y   t t h e   e n v i r o nm e n t s   c ha r a c t e r i z e by   a   l ow ,   m e di um   a n l a r ge   de l a y   di ffe r e n c e ,   k n o w i n g   t ha t   t h e s e   c h a nn e l s   e xpl o i t s   a   b a n dw i dt h   t ha t   r e a c h e s   M H z   o r   hi g h e r   [ 34] .     A s   de s c r i b e i n   T S   36. 101  [35]  a nd  T S   36. 1 04  [36]  a n by   m e a n s   o f   t h e   3G P P   a n IT U   s t a nda r d ,   t h e   L T E   s y s t e m   i s   a do pt e o n   t hr e e   m o de l s   of   pr o pa ga t i o c ha nn e l s   e s s e n t i a l   f o r   s i m ul a t i o n   a n t e s t i n g .   T h e s e   m o de l s   a r e   de f i n e a s   f o l l ow :   t h e   E x t e nde P e de s t r i a n   A   ( E P A ),   E x t e n de V e hi c ul a A   ( E V A a nd  E xt e n de T y pi c a l   U r b a n   ( E T U c ha nn e l   m o de l s .   T h e   f o l l ow i n T a b l e   1   s h o w s   t h e   m a xi m u m   D o ppl e s h i f t s   f o r   e a c h   m o de l   r e p r e s e n t i n g   l o w ,   m e di u m ,   a n hi g m o b i l e   c o n di t i o n s .       T a b l e   1 .   L T E   T a ppe d - de l a y   L i n e   C ha nn e l   M o de l s   P a r a m e t e rs   T a p   n o .   E P A   c h a n n e l   E V A   c h a n n e l   E T U   c h a n n e l   ( ns )   S M R   (d B)   ( ns )   S M R   (d B)   ( ns )   S M R   (d B)   1   0   0 . 0   0   0 . 0   0   - 1 . 0   2   30   - 1 . 0   30   - 1 . 5   50   - 1 . 0   3   70   - 2 . 0   150   - 1 . 4   120   - 1 . 0   4   90   - 3 . 0   310   - 3 . 6   200   0 . 0   5   110   - 8 . 0   370   - 0 . 6   230   0 . 0   6   190   - 1 7 . 2   710   - 9 . 1   500   0 . 0   7   410   - 2 0 . 8   1090   - 7 . 0   1600   - 3 . 0   8       1730   - 1 2 . 0   2300   - 5 . 0   9       2510   - 1 6 . 9   5000   - 7 . 0       4.   S I M U LA TI O N   R ES U LTS   O N   T H E   LTE   S Y S TE M   T h e   o bj e c t i v e   of   t hi s   pa rt   i s   t o   s i m ul a t e   t h e   p h y s i c a l   l a y e r   of   t h e   m o b i l e   n e t w o r o f   t h e   4t ge n e ra t i o (L T E )   do w n l i n k   w i t h   M a t l a b   t o o l s   by   v a r y i n t h e   d i f fe r e nt   p a r a m e t e r s ,   w hi c w i l l   a l l o w   us   t hi g h l i g ht   t h e   c o n t ri b ut i o n   o f   t h i s   n e w   pe r fo r m a n c e   t e c h no l o g y   s u c h   a s   da t a   f l o w   r a t e ,   B i t   E rr o r   R a t e     (B E R ),   e t c .   W e   fo c us   (i n   t h e   t ra n s m i s s i o n   c ha i n   s h o w n   i n   F i gu r e   1)  o n   t h e   c h a nn e l   c o di n b l o c t i m p r o ve   t h e   pe r f o rm a n c e   qu a l i t y   of   t h e   L T E   s y s t e m ,   f i r s t l y   by   us i n t h e   t u r b o - c o de r   a s   a e rr o r - c o rr e c t i n g   c o de .     4. 1 .       Th e   u s e d   P ar am e t e r s   T h e   T a b l e   a s   s h o w n   i p a r a m e t e r s   us e d u r i n g   t h e   s i m ul a t i o n   a r e   gi v e a s   f o l l ow :       T a b l e   2 .   P a ra m e t e r s   us e i t h e   S i m ul a t i o n   P a ra m e t e r   V a l u e   s i z e   o f   f ra m e   t ra n s m i t t e d   3869   F F T   s i z e   1024   N o   o f   r e s o u rc e   b l o c k s   50   N o   o f   T ra n s m i t   a n d   r e c e i v e d   a n t e n n a s   1 × 1   Ce l l   ID   17   Cy c l i c p r e f i x   N o r m a l   D u p l e x   m o d e   T D D (T i m e   D i v i s i o n   D u p l e x )   D o w n l i n k c h a n n e l   P D S CH   (P h y s i c a l   d o w n l i n k   s h a r e d   c h a n n e l )   Ch a n n e l   b a n d w i d t h   1 0   M H z   Ch a n n e l   m o d e l   E V A   /   E P A /   E T U   D o p p l e r   s h i ft   f (E V A = 2 2 2 . 2 2   / f (E P A )   = 5 . 5 5   / f (E T U = 5 . 5 5   M o d u l a t i o n   Q P S K ,   1 6 Q A M ,   6 4 Q A M   E q u a l i z a t i o n   m o d e   Z e r o - fo r c i n g       F r o m   t h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s ,   t h e   b i t   e rr o r   r a t e   of   a   di gi t a l   c o m m uni c a t i o n   s y s t e m   i s   a n   i m po r t a n t   pa r a m e t e r   us e t o   qua n t i fy   t h e   i nt e g r i t y   of   t h e   da t a   t ra n s m i t t e by   t h e   s y s t e m .   F i gur e s   2 ,   a n s h o w   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   L T E   s y s t e m   us i n di f f e r e n t   m o du l a t i o n s :   Q P S K ,   16 - Q A M   a n 64 - Q A M   o ve r   t hr e e   c h a nn e l s   E P A ,   E V A ,   E T U   us i n t u r b o   c o d e a s   c h a nn e l   c o di n w h e r e   i t s   c o di n ra t e   e qua l s   t o   1/ 3.     T h e   de c o di n g   i s   do n e   us i ng  t h e   L o g - M A P   a l go r i t h m   w i t a   num b e r   o f   de c o di n g   i t e ra t i o n s   e qu a l s   t o   5 .   F r o m   F i gu r e s   2,   a n 4,   i t   c a n   b e   de duc e t h a t ,   o n   a l l   t h e   c h a nn e l s   o f   t h e   L T E   s y s t e m   s i m ul a t i o n   (E P A ,   E V A ,   E T U ),   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   s y s t e m   de c r e a s e s   w h e n   t h e   c o n s t e l l a t i o n   s i z e   a n t h e   s pe c t r a l   e ff i c i e n c y   i n c r e a s e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       H i ghe r   pe r f or m anc e   a nd  l ow e r   c om pl e x i t y   t ur bo   d e c odi ng  s c he m e   f or   4G - L T E   us i ng…   ( E L ar bi   A bd e r r aouf )   355       F i gu r e   2 .   L T E   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   f o r   di f f e r e n t   m o dul a t i o n s ,   us i n t h e   s t a n d a r d   t u r b o - c o d e   c h a nn e l   c o di n f o r   5   de c o di n g   i t e ra t i o n s   o n     E P A   c h a nn e l           F i gu r e   3 .   L T E   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   f o r   di f f e r e n t   m o dul a t i o n s ,   us i n s t a nda r d   t u r b o - c o d e   c h a nn e l   c o di n f o r   t h e   5t i t e r a t i o o f   E V A     c h a nn e l   de c o di n g           F i gu r e   4 .   L T E   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   f o r   di f f e r e n t   m o dul a t i o n s ,   us i n s t a nda r d   t u r b o - c o d e   c h a nn e l   c o di n f o r   t h e   5t i t e r a t i o o f   E T U   c h a nn e l   de c o di n g       4. 2 .       U T TC M   En c o d e r   P e r fo r m an c e   o n   th e   LTE   S ys t e m   T h e   pe r f o r m a n c e   of   a   c o d e m o dul a t i o n   s c h e m e   f o r   a   n o n - f r e que n c y   s e l e c t i ve   R a y l e i gh   c h a nn e l   i s   s t r o n gl y   de pe n de n t   o n   t h e   m i ni m um   H a m m i ng  di s t a n c e   b e t w e e n   s y m bo l s   of   t h e   t r a n s m i t t e c o de .   In   [37 ],   Al - S e m a r i   a n F uj a   p r o po s e I - Q   T CM   (M o dul a t i o n s   i n   P ha s e   T r e l l i s   a n Q u a d ra t u r e   Co de M o dul a t i o n s c h e m e s   t ha t   ha v e   f a r   g r e a t e r   s y m b o l - to - s y m bo l   H a m m i n d i s t a n c e s   t h a n   c o n v e n t i o na l   T r e l l i s   c o de d   m o dul a t i o n   s c h e m e s .   T h e y   s h ow e t h a t   l a r ge   ga i n s   c o ul be   o b t a i n e by   us i n s i m pl e   c o n v o l ut i o n a l   c o de s   o pt i m i z e i n   t e r m s   o f   m i ni m u m   H a m m i n di s t a n c e   i n   c om b i na t i o n   w i t h   c o di n a nd  m a ppi ng  o n   a nd  Q   c h a nn e l s .   T h e   T CM   c o de r   w a s   c h o s e by   m a x i m i z i ng   t h e   f r e e   E uc l i de a di s t a n c e   ( ),     i s   c a l c ul a t e b y   a a l go ri t hm   t h a t   s e a r c h e s ,   o v e r   t h e   T CM   t r e l l i s ,   t h e   pa t h   t h a t   m a xi m i z e s   .   I a IQ   t u r b o - e n c o de r ,   e a c g r o up  of   i n f o r m a t i o n   b i t s   i s   a s s o c i a t e w i t h   i t s   c o de s y m b o l s   w h i c h   a r e   o b t a i n e a l t e rna t e l y   e i t h e r   a t   t h e   o ut put   of  t h e   f i r s t   t u r b o - e n c o de r ,   o r   a t   t h e   o ut put   o f   t h e   s e c o n d.   T h e   b i t s   c o de a t   t h e   o ut put   o f   t h e   t w o   c o d e r s   a r e   m o dul a t e s e pa ra t e l y   o n   t h e   i n - p ha s e   a n qua d ra t u r e   c ha nn e l s   o f   t h e   de s i r e c o n s t e l l a t i o n   f o l l ow i n a     G ra y   m a ppi n g .   I n   t h i s   p a r t ,   w e   i n t r o duc e   t h e   U T T CM   c odi n s t r uc t u r e ,   w h i c h   i s   us e dur i ng  do w n l i n k   t r a n s m i s s i o o f   t h e   L T E   s y s t e m   (b a s e o n   T CM   c o de s ).   T h e   U T T CM   e n c o de r   i s   a   p a ra l l e l   c o n c a t e n a t i o n   o f   t w o   T CM   c o de r s   o f   e ff i c i e n c y   / ( + 1 )   s e pa ra t e d   by   a   s y m bo l   i nt e rl e a v e r   [16] .   A t   t h e   i nput   o f   t h e   m a ppe r,   w e   f i n d     s y s t e m a t i c   b i t s ,   a   b i t   o f   pa r i t y   f r o m   t h e   e xt e rna l   e n c o de r   a n a n   u nk n o w n   de i n t e r l a c e b i t   fr o m   t h e   i nt e rna l   e n c o de r   s uc c e s s i ve l y .   T hi s   l e a ds   t o   t h e   us e   o f   a   c o n s t e l l a t i o 2 + 2 po i n t   (f o s i m ul a t i o n s ,   M - Q A M   m o dul a t i o i s   a do pt e d)  [16 ].   T h e   U T T CM   e n c o de r   w o r ks ,   i n   t h i s   c a s e ,   w i t a   s pe c t ra l   e f f i c i e n c y   of   .   F i gu r e   i l l us t r a t e s   t h e   s t r uc t u r e   o f   t h e   L T E   s y s t e m   w h e n   us i n g   t h e   U T T CM   e n c o de r .   T h e   di f f e r e n c e   b e t w e e n   t h e   t w o   s t r uc t u r e s   o f   t h e   L T E   s y s t e m   t ha t   us e   t h e   e n c o de r s   (t u r b o - c o de   a n U T T CM )   i s   t h e   a b s e n c e   of   t h e   m a ppi ng  s c h e m e   i t h e   L T E   t r a n s m i s s i o n   c h a i n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   1 A p r i l   20 20  :     3 5 1   -   3 6 0   356       F i gu r e   5 .   P h y s i c a l   l a y e r   s pe c i f i c a t i o n s   i L T E   us i ng  U T T CM       T h e   T a b l e   3   s h o w s   t h e   de c o di n c o m pl e xi t y   o t h e   8 - s t a t e   U T T CM   e n c o de r   a n t h e   s t a nda rd  8 - s t a t e   t u r b o - c o de   e n c o de r   (c o di n ra t e   = 1 / 3 us e i t h e   p r e v i o us   s i m ul a t i o n ,   f o r   a   s pe c t ra l   e f f i c i e n c y   of   2   It   i s   c l e a r l y   s h ow n   f r o m   T a b l e   t h a t   t h e   s ub s t i t ut i o n   de c o di n s c h e m e   ( U T T CM i s   l e s s   c o m pl e t h a n   T u r b o - c o d e .       T a b l e   3 . T u r b o - c o d e   a nd  U T T CM   Co m p a r i s o a s   a   F u n c t i o n   of   D e c o di n g   Co m pl e xi t y   f o r     16 - Q A M   a nd  6 4 - QAM     Ch a n n e l   e n c o d e r   T u rb o - c o d e   U T T CM     N u m b e r   o s t a t e s   8   s t a t e s     M o d u l a t i o n   6 4 Q A M   1 6 Q A M     o p e ra t i o n s   A d d i t i o n   2 4 8 3 5 2   9 8 1 2 0   S u b t ra c t i o n   4 1 0 6 2 4   1 0 5 7 0 4   M u l t i p l i c a t i o n   4 9 7 9 5 8   1 2 2 5 7 4   c o m p a ri s o n   9 4 1 4 4 4   2 3 3 5 4 0       In   t h i s   s e c t i o n   w e   pr e s e n t   a n i n t e r p r e t   t h e   s i m u l a t i o n   r e s ul t s   of   U T T CM   c o di n t e c hni que a ppl i e o n   t h e   L T E   s y s t e m   t r a n s m i s s i o n   c ha i f o r   t h e   t hr e e   f a di n c ha nn e l s   ( E P A ,   E V A ,   E T U a n d   f o r   t h e   16Q A M   m o dul a t i o n   s h o w n   i n   F i gu r e   w i t h   t w o   t y pe s   o m a ppi ngs   (U n ge r b o e c k - G r a y   a n G r a y ).   W e   w i l l   s h o w   t ha t   t h e   U T T CM   e n c o di ng  t e c hni que   i s   v e r y   e f f i c i e n t   i n   t e r m s   of   B E R   c o m pa r e t o   t h e   s t a nda rd  T u r b o - c o d e   c h a nn e l   c o di ng  w h e w e   ke e t h e   s a m e   s pe c t r a l   e f f i c i e n c y   be t w e e n   t h e   t w o   c o di n g   t e c hni que s .         16 - Q A M   G r a y   m a p pi ng     16 - Q A M   U n ge r b o e c k - G r a y     F i gu r e   6 .   Co n s t e l l a t i o n s   o f   16 - Q A M   w i t G r a y   m a pp i n g   a nd  U n ge r b o e c k - G r a y   m a pp i n g       A c c o r di n t o   t h e   r e s ul t s   o s i m ul a t i o n s   s h o w n   i n   F i g u r e   7,   i t   c a n   b e   s e e n   o ve r   t h e   t hr e e   f a di ng  c h a nn e l s   (E P A ,   E V A   a nd  E T U t ha t ,   f o r   t h e   s a m e   s pe c t r a l   e ff i c i e n c y   of 2   ,   t h e   U T T CM   c o de r   h a s   a   go o pe r f o r m a n c e   c o m pa r e t o   t h e   t u r b o - c o de   c o d e r   du r i ng  do w n l i n t ra n s m i s s i o n   o f   L T E   s y s t e m   de s pi t e   t h e   v e r y   l o w   c o m pl e xi t y   o f   U T T CM   e n c o de r   de c o di n g   r e l a t i v e l y   t o   t u r b o - c o de   de c o de r .   T h e   e xi s t i ng  e n c o di n g   g a i b e t w e e n   t h e   U T T CM   e n c o de r   a n d   T u r b o - c o d e   c ur v e s   h a s   b e e n   m e a s u r e w h e B E R =   10 5 .   F o t h e   E P A   c ha nn e l   w e   ha v e   b e n e f i t e f r o m   G 1   =   4 . 71dB ,   f o r   t h e   E V A   G 2   =   4. 56dB   a n f o r   t h e   E T U   G =   7. 54dB ,   s o   t h e   L T E   s y s t e m   w i t h   U T T CM   c h a nn e l   e n c o di n ha s   b e t t e r   pe r f o r m a n c e   t ha n   t h e   L T E   s y s t e m   w i t h   s t a n d a r T u r b o - c ode   e n c o di n o n   a l l   s i m u l a t i o n   c h a nn e l s   (E P A ,   E V A ,   E T U ).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       H i ghe r   pe r f or m anc e   a nd  l ow e r   c om pl e x i t y   t ur bo   d e c odi ng  s c he m e   f or   4G - L T E   us i ng…   ( E L ar bi   A bd e r r aouf )   357     (a )       (b )       (c )     F i gu r e   7 .   P e r f o r m a n c e   c o m pa r i s o n   b e t w e e n   t h e   L T E   s y s t e m   us i n t h e   m o dul a t i o U T T CM   e n c o de r   (16Q A M f o r   t h e   3 r d   de c o di n g   i t e ra t i o n s   a n d   t h e   L T E   us i n g   t h e   s t a n d a r d   T u r b o - c o d e   fo r   t h e   5t i t e r a t i o (64Q A M o n:   ( a )   t h e   E P A   c h a nn e l ,   (b t h e   E V A   c ha nn e l ,   (c )   t h e   E T U   c h a nn e l       4. 3 .       I n fl u e n c e   o I t e r at i o n   N u m b e r   w i th   D e c o d e r   C o m p l e x i ty  o n   th e   EP A   C h an n e l   F i gu r e   s h o w s   t h e   pe r f o r m a n c e   c o m pa ri s o n   b e t w e e n   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e f r o m   t h e   U T T CM   e n c o de r   a n t h e   s t a n d a r T u r b o - c o de   e n c o de r ,   a s   w e l l   a s   t h e   i n f l ue n c e   of   t h e   num b e r   o f   i t e ra t i o n s ,   f o r   t h e     E P A   c h a nn e l .           F i g u r e   8 .   L T E   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   c o m pa ri s o us i n g   t h e   U T T CM   e n c o de r   f o r   1   a nd  3   de c o di n g   i t e ra t i o n s   a n t h e   L T E   us i n g   t h e   T u r b o - c o de   e n c o de r   f o r   t h e   5 t h   i t e r a t i o n s   o t h e   E P A   c h a nn e l       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   1 A p r i l   20 20  :     3 5 1   -   3 6 0   358   T h i s   r e s ul t   i ndi c a t e s   t h a t   t h e   U T T CM   e n c o de r   ga v e   hi g h e r   pe r f o r m a n c e   c o m pa r e t o   t h e   t u r b o - c o d e r .   D e s pi t e   t h e   f a c t   t ha t   t h e   de g r e e   o f   c o m pl e xi t y   o f   t h e   U T T CM   de c o de r   i s   m uc l e s s   t ha n   t h e   t u r b o - c o de   de c o de r ,   t hi s   r e s ul t   a l s o   s h o w s   t ha t   t h e   m o r e   i t e r a t i o n s ,   t h e   hi g h e r   t h e   pe r f o r m a n c e ,   h o w e v e r   t h e   i n c r e a s e   of  n u m b e r s   o f   i t e r a t i o n s   l e a t o   t h e   i n c r e a s e   o f   t h e   de gr e e   of   c o m pl e xi t y ,   a n h e n c e   t h e   c o s t   of   de c o di n g.   T h e r e f o r e ,   t h e   r e l a t i o n s hi p   b e t w e e n   t h e   c o m pl e xi t y   ra t e   a n d   t h e   de g r e e   o f   c o s t   i s   p r o po r t i o na l .       4. 4 .       E ffe c o th e   C o n s te l l ati o n   M ap p i n o n   th e   P e r fo r m an c e   T o   m a ke   s i g n a l   s e que n c e s   m o r e   r e s i s t a nt   t o   n o i s e ,   t h e y   m us t   b e   v e r y   di ff e r e n t   f r o m   o n e   t o   a n o t h e r .   In   o t h e r   w o r ds ,   t h e   E uc l i de a n   di s t a n c e   be t w e e n   t h e   di f fe r e nt   s i g n a l s   t a ke n   i n   t h e i r   s pa c e   m us t   b e   a s   b i a s   po s s i b l e .   F i gu r e   s h o w s   t h a t   t h e   c o n s t e l l a t i o n   t h a t   us e s   G ra y   m a ppi n g i v e s   b e t t e r   pe r f o r m a n c e   (i n   t e r m s   of  B E R t ha t h e   c o n s t e l l a t i o t ha t   us e s   U n ge r b o e c k - G r a y   m a p pi n g   o ve r   a l l   s i m ul a t i o c ha nn e l s .         (a )       (b )       (c )     F i gu r e   9 .   P e r f o r m a n c e   c o m pa r i s o n   b e t w e e n   g ra y   a n d   U n ge r b o e c k - G r a y   c o n s t e l l a t i o n   o f   t h e   U T T CM   c o de r   us e i n   t h e   do w n l i nk  o f   t h e   L T E   s y s t e m   o n   t h e   c ha nn e l :   ( a E P A ,   (b E V A ,   (c E T U       5.   C O N C LU S I O N   A t   t h e   p h y s i c a l   l a y e r   l e v e l ,   t h e   L T E   s y s t e m   m a ke s   i t   po s s i b l e   t o   e xpl o i t   t h e   p r o pa ga t i o n   c ha nn e l   w i t h   g r e a t   f l e xi b i l i t y .   T h e   f l e xi b i l i t y   of   t h e   c o n f i gura t i o n   o ffe r s   m a n y   a dv a n t a ge s   (s c a l a b i l i t y   a c c o r di n t o   t h e   m o b i l e   r e c e i ve r ' s   c a pa b i l i t i e s ,   a d a pt a t i o n   t o   t h e   e n v i r o nm e nt ,   e t c . ) .   T h e   po t e n t i a l   o f   L T E   s y s t e m   t e c h ni que s   ha v e   b e e n   e v a l ua t e i n   o r de r   t o   s a t i s fy   t h e   c o n s t ra i nt s   o s pe c t ra l   e f f i c i e n c y ,   r o b us t n e s s   o r   e v e n   c o m pa t i b i l i t y   w i t h   s i m p l e   a n d   e c o n o m i c a l   r e c e i v e r s ,   i v a r i o us   e n v i r o nm e nt s .   T hi s   f ra m e w o r r e a l i z e i t hi s   a r t i c l e   fo c us e s   m a i n l y   o n   a na l y s i s   a n s i m ul a t i o n   f o r   o pt i m i z i n a n i m p r o v i n t h e   pe r f o r m a n c e   of   L T E   s y s t e m s   a ga i n s t   t ra n s m i s s i o n   e rr o r s   i n   m o de l   c h a nn e l s   (E P A ,   E V A ,   a nd  E T U ).   T h e   r e s ul t s   o f   t h e   s i m ul a t i o n s   h a v e   pr o v e t ha t   t h e   U T T CM   e n c o d i n t e c hn i q ue   b r i n gs   a   s i g ni f i c a nt   ga i n   i n   t e rm s   o f   pe r fo r m a n c e   qua l i t y   a n t h e   de gr e e   o f   c o m pl e xi t y   i . e .   c o m pl e xi t y ,   r e l a t i v e   t o   t h e   t u r b o - c ode .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       H i ghe r   pe r f or m anc e   a nd  l ow e r   c om pl e x i t y   t ur bo   d e c odi ng  s c he m e   f or   4G - L T E   us i ng…   ( E L ar bi   A bd e r r aouf )   359   A C K N O WL ED G E M EN TS   W e   w a nt   t o   t ha n k   v e r y   m uc h   t h e   m e m b e r s   a nd  t h e   di r e c t o rs   of   L T IT   L a b o r a t o r y   of   U n i v e r s i t y   of  B e c h a r   f o r   t h e i r   g r e a t   a v a i l a b i l i t y ,   t h e i r   e n c o ur a ge m e nt s ,   a nd   t h e i r   p r e c i o us   a dv i c e .   w o ul a l s o   l i ke   t o   t h a nk  t h e   e di t o r   a n d   a n o n y m o us   r e v i e w e r s   f o r   t h e i c o m m e nt s   a n d   s ugge s t i o n s .       R EF ER EN C ES   [ 1]   C .   E .   S ha nno n,   " A   m a t he m a t i c a l   t h e o r y   of   c o m m uni c a t i o ns , "   B e l l   s y s t e m   t e c hn i c a l   j o ur na l ,   J u l .   19 48,   p p.   37 9 - 423.   [ 2]   F .   F   A l   A z z a w i ,   " L T E   R F   r e c e i v e r   m o de l i ng   a nd   e a c pa r t   t e s t i ng   w i t M A T L A B   S i m ul i n k, "   I nd one s i an   J our na l   of   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p ut e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   14 ( 3) ,   J une   20 19 ,   p p. 1251 - 12 57.   [ 3]   M .   O u a i s s a   a nd  A .   R ha t t oy ,   " Q o S   h y br i upl i n s c he du l e r   ba s e o s e r v i c e   t y pe   f o r   M 2M   c o m m uni c a t i o ns   i L T E   ne t w o r k s , "   I n done s i an  J o ur n al   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng  and  C om put e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   14( 3 ) ,   J une   2 019 ,   pp.   14 60 - 1470 .     [ 4]   R .   W .   C ha ng ,   " s y nt he s i s   o f   ba nd - l i m i t e o r t ho go na l   s i g na l   f o r   m ul t i c ha nne l   da t a   t r a ns m i s s i o n, "   B e l l   s y s t e m   t e c hni c a l   J our na l ,   v o l .   4 5,   D e c .   19 66,   p p.   17 75 - 1796 .     [ 5]   C .   B e r r o u,   A .   G l a v i e uxa nd  P .   T hi t i m a j s h i m a ,   " N e ar   Sh anno l i m i t   e r r or - c or r e c t i ng  c odi ng  an de c od i ng :   T ur bo - c ode s , "   I E E E   I nt e r n a t i o na l   c o nf e r e nc e   o c o m m uni c a t i o n ,   M a y   1993,   p p.   10 64 - 1070 .     [ 6]   N .   C h e a nd  Z .   Y a n ,   " C o m pl e x i t y   a na l y s i s   o f   R e e d - S o l o m o de c o di ng   ov e r   G F ( 2 )   w i t ho ut   u s i ng   s y ndr o m e s , "   E U R A SI P   J o ur na l   on   W i r e l e s s   C om m un i c a t i ons   an N e t w or k i ng ,   v o l .   2 008 ,   pp.   1 - 11 .     [ 7]   J .   B e l l o r a do   a nd  A .   K a v c i c ,   " L o w   c o m pl e xi t y   de c o di ng  a l g o r i t hm s   f o r   R e e d S o l o m o c o de s - P a r t   I :   A a l g e br a i c   s o f t - in - ha r d - o ut   c ha s e   de c o de r . "   I E E E   T r an s ac t i on   on   I nf o r m a t i o T he or y ,   v o l .   56( 3) ,   M a r .   2 010 ,   pp .   9 45 - 959 .   [ 8]   J .   B e l l o r a do ,   A .   K a v c i c ,   M .   M a r r o w   a nd  L   P i ng ,   " L o w   c o m pl e xi t y   s of t - de c o di ng   a l g o r i t hm s   f o r   R e e d S o l o m o n   c o de s - P a r t   I I :   S of t - I nput   S o f t - O ut put   i t e r a t i v e   d e c o di ng , "   I E E E   T r ans ac t i o on   I nf o r m a t i o T he or y ,   v o l .   5 6( 3 ) ,   M a r .   20 10,   p p.   96 0 - 967.     [ 9]   D .   M a t o l a a nd   S .   W i l s o n,   " V a r i a b l e - c o m pl e xi t y   t r e l l i s   de c o di ng   o f   bi na r y   c o n vo l ut i o na l   c o de s , "   I E E E   T r ans ac t i o n   on  C om m u ni c a t i o n ,   v o l .   4 4( 2 ) ,   F e b .   1 996 ,   pp .   121 - 126 .     [ 1 0]   J .   G .   P r o a k i s ,   D i gi t a l   C om m un i c a t i ons ,   E d .   M c .   G r a w - H i l l ,   N e w   Y o r k,   2 001 .     [ 1 1]   S .   L e   G o f f ,   A .   G l a v i e ux  a nd  C .   B e r r o u,   " T u r bo - c o de s   and  h i g s pe c t r al   e f f i c i e nc y   m odu l a t i on , "   i P r o c .   I E E E   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o C o m m uni c a t i o n ,   M a y   1994,   pp .   645 - 6 49.     [ 1 2]   S .   B e ne de t t o ,   D .   D i v s a l a r ,   G .   M o n t o r s i   a nd  F .   P o l l a r a ,   " P ar al l e l   c onc a t e na t e t r e l l i s   c ode m odu l at i o n ," i P r o c .   I E E E   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e n c e   o C o m m uni c a t i o n ,   M a y   1996 ,   pp.   974 - 978 .     [ 1 3]   P .   R o be r t s o a nd  T .   W ör z ,   " C o de m o dul a t i o s c he m e   e m p l o y i ng  t ur bo   c o de s , " E l e c t r on i c s   L e t t e r s ,   v o l .   31 ,   A ug .   1995 ,   pp. 1546 - 15 47 .     [ 1 4]   T .   A di o no ,   A .   Z .   R a m da n i   a nd  R .   V .   W .   P ut r a ,   " R e v e r s e d - t r e l l i s   t a i l - bi t i ng   c o nvo l ut i o na l   c o de   ( R T - T B C C )   de c o de r   a r c hi t e c t u r e   de s i g f o r   L T E , "   I n t e r nat i o nal   J o ur na l   of   E l e c t r i c a l   an c om p ut e r   E ngi ne e r i ng  ( I J E C E ) , v o l .   8 ( 1) ,   F e b .   2018 ,   pp.   1 98 - 209 .     [ 1 5]   A .   Z .   R a m d a ni   a nd   T .   A di o no ,   " A   nov e l   a l g or i t hm   of   t a i l   b i t i ng   c o nv ol ut i on al   c ode   de c ode r   f o r   l ow   c os t   ha r dw ar e   i m pl e m e nt a t i o n " ,   i P r o c .   I nt e r n a t i o na l   S y m po s i um   o I nt e l l i g e n t   S i g na l   P r o c e s s i ng   a nd  C o m m uni c a t i o S y s t e m s   ( I S P A C S ) ,   N o v e m be r   201 5,   pp .   241 - 24 5.     [ 1 6]   A .   B a s s o u,   A .   D j e bba r i   a nd  M .   B e na i s s a ,   " D e s i g o f   unpun c t ur e t ur bo   t r e l l i s - c o de m o d ul a t i o n, "   A E Ü   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r on i c s   a nd  C om m un i c a t i ons ,   v o l .   67 ( 3) ,   M a r .   20 13,   p p.   22 3 - 232.     [ 1 7]   G .   U ng e r bo e c k,   " C h a nne l   c o di ng   w i t m u l t i l e v e l / pha s e   s i g na l i ng , "   I E E E   T r an s ac t i on  o I nf o r m a t i o T he or y ,   v o l .   25( 1 ) ,   J a n .   1982 ,   pp .   55 - 67.     [ 1 8]   P .   R o be r t s o a nd  T .   W ör z ,   " C o de m o dul a t i o s c he m e   e m p l oy i ng   t ur bo   c o de s , "   E l e c t r on i c s   L e t t e r s ,   v o l .   31( 2) ,   A u g .   199 5,   pp .   154 6 - 1547 .     [ 1 9]   P .   R o be r t s o a nd  T .   W o e r z ,   " B a ndw i dt h - e f f i c i e nt   t ur bo   t r e l l i s   c o de m o dul a t i o us i ng   punc t ur e c o m p o ne nt   c o de s , "   I E E E   J .   on   Se l e c t e A r e as   i n   C om m u ni c at i o n ,   v o l .   1 6( 2 ) ,   F e b.   19 98 ,   p p.   20 6 - 218 .     [ 2 0]   D .   D i v s a l a r   a nd   F .   P o l l a r a ,   " O t he   D e s i g o f   T ur bo   C o de s , "   J P L   T D A   P r ogr e s s   R e po r t   42 - 12 3 ,   N o v .   1995 ,     pp.   99 - 12 1.   [ 2 1]   S .   B e ne d e t t o ,   D .   D i v s a l a r ,   G .   M o nt o r s i   a nd  F .   P o l l a r a ,   " B a ndw i d t e f f i c i e nt   pa r a l l e l   c o nc a t e na t e d   c o di ng   s c he m e s , "   E l e c t r oni c s   L e t t e r s ,   v o l .   31( 24) ,   N o v .   1995 ,   pp .   2067 - 20 69.     [ 2 2]   S .   B e ne de t t o ,   D .   D i v s a l a r ,   G .   M o nt o r s i   a nd   F .   P o l l a r a ,   " P ar al l e l   c on c a t e nat e t r e l l i s   c ode s   m o dul at i on , "   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o C o m m uni c a t i o ns ,   D a l l a s ,   U S A ,   J u ne   1 996,   p p.   97 4 - 978.     [ 2 3]   M .   R .   L a hc e ne ,   A .   B a s s o u,   M .   B e l a dg ha m   a n A .   T a l e b - A hm e d,   " O t h e   e m pl o y m e nt   o f   unpunc t ur e dt ur bo - t r e l l i s   c o de m o dul a t i o c ha nne l   c o di ng   t o   i m pr ov e   t he   pe r f o r m a nc e   o f   W i M a xs y s t e m , " I nt e r na t i ona l   J ou r na l   on   C om m uni c at i on s   A nt e nn a nd   P r opaga t i on   ( I J C A P ) ,   v o l .   8( 3 ) ,   J une   201 8,   pp .   248 - 25 6.     [ 2 4]   Y .   B o ug ue n,   É .   H a r do u i a nd   W .   F r a o i s - X a v i e r ,   L T E   e t   l e s   r é s e a ux   4G ,   E d .   E y r o l l e s , P a r i s ,   2 012 .     [ 2 5]   L a r m o ,   A .   L i nds t r o m ,   M .   M e y e r ,   M .   P e l l e t i e r ,   G .   T o r s ne r   a n J .   W i e m a nn ,   " T he   L T E   l i nk - l a y e r   de s i g n" ,   I E E E   C om m uni c at i on s   M agaz i ne ,   v o l .   4 7( 4 ) ,   A pr .   2 009 ,   pp .   5 2 - 59.     [ 2 6]   F .   K ha n ,   " L T E   f o r   4G   M o b i l e   B r o a dba n d" ,   C am br i dge   U ni v e r s i t y   P r e s s ,   20 09 .     [ 2 7]   3G P P   T S   36 . 212 ,   " E v o l v e U ni v e r s a l   T e r r e s t r i a l   R a di o   A c c e s s   ( E - U T R A ) ;   M ul t i pl e x i ng   a nd  c ha nn e l   c o di ng , "   V 9. 2 . 0 ,   M a y   2010 .     [ 2 8]   X .   G U O   a nd   P .   S O N G ,   " S i m u l i nk  ba s e d   L T E   s y s t e m   s i m u l a t o r , "   R a ppo r t   N .   E X 0 97/ 2010 .     [ 2 9]   3G P P   T S   3 6. 211 ,   " E v o l v e uni v e r s a l   t e r r e s t r i a l   r a d i o   a c c e s s   ( E - U T R A ) ;   ph y s i c a l   c ha nne l s   a nd  m o dul a t i o n, "   V 9. 2 . 1 ,   M a r .   20 10 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   1 A p r i l   20 20  :     3 5 1   -   3 6 0   360   [ 3 0]   D .   A s t é l y ,   E .   D a hl m a n,   A .   F ur us k a r ,   Y .   J a d i ng ,   M .   L i nd s t r o m   a nd  S .   P a r kv a l l ,   " L T E :   T he   e v o l ut i o o f   m o bi l e   br o a dba n d, "   I E E E   C om m u ni c a t i o ns   M aga z i ne ,   v o l .   47( 4) ,   A pr .   200 9,   pp .   44 - 51.     [ 3 1]   R4 - 070572 ,   " P r o po s a l   f o r   L T E   c ha nne l   m o de l s , " 3G P P ,   E r i c s s o n,   N ok i a ,   M o t or ol a ,   R oh de   &   Sc hw ar z ,   R A N 4 - 43,   M a y   2007 .   [ 3 2]   I T U - R   M . 1225  I nt e r na t i o na l   T e l e c o m m uni c a t i o U ni o n,   " G ui de l i ne s   f o r   e v a l ua t i o of   r a di o   t r a n s m i s s i o n   t e c hno l o g i e s   f o r   I M T - 2000, "   19 97.     [ 3 3]   3G P P   T S   05 . 0 5,   R ad i o   t r an s m i s s i on   a n r e c e pt i o n,   S t d   [ 3 4]   T .   S o r e ns e n ,   P .   M o g e ns e a nd  F .   F r e de r i k s e n ,   " E x t e ns i o of   t h e   I T U   c hanne l   m ode l s   f or   w i de band  ( O F D M )   s y s t e m s , "   i n   P r o c .   I E E E   V T C 05 ,   v o l .   1,   S e p.   20 05 ,   p p.   39 2 - 396 .     [ 3 5]   3G P P   T S   36 . 1 01,   U s e r   e qui pm e nt   ( U E )   r adi t r ans m i s s i o and   r e c e pt i on ,   St d   [ 3 6]   3G P P   T S   36 . 1 04,   B a s e   s t a t i on  ( B S)   r ad i o   t r an s m i s s i on   and   r e c e pt i o n,   St d   [ 3 7]   S . A .   A L - S e m a r i   a n T . E .   F uj a ,   " I - Q   T C M :   R e l i a b l e   c o m m uni c a t i o ov e r   t he   R a y l e i g f a di ng   c ha nne l   c l o s e   t o   t he   c ut o f f   r a t e , "   I E E E   T r an s ac t i on   on   I nf o r m a t i o T he or y ,   v o l .   43 ( 1) ,   J a n. 1 997 ,   pp .   250 - 262 .         B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       E l a r bi A bde r r a o uf   w a s   bo r i A dr a r ,   A l g e r i a .   H e   r e c e i v e t he   D i pl . E l . - I n g .   D e g r e e   f r o m   t he   U ni v e r s i t y   of   M o l a y - T a he r - S a i d a ,   A l g e r i a   i 2008 ,   a n hi s   M a s t e r   f r o m   t he   U n i v e r s i t y   of   B e c ha r ,   A l g e r i a   i n   201 3. A c t ua l l y ,   he   i s   a   D o c t o r a t e   s t u de n t   a t   U ni v e r s i t y   o f   B e c ha r ,   A l g e r i a .   H i s   m a i i n t e r e s t s   a r e   t u r bo   e nc o di ng   s c he m e s ,   i t e r a t i v e   de c o di ng   ov e r   f a di ng   c ha nne l s , C o r r e s po nda nc e   a ddr e s s :   I nf o r m a t i o P r o c e s s i ng   a nd  T e l e c o m m uni c a t i o L a bo r a t o r y   ( L T I T ) ,   T a hr i   M o ha m m e d   U n i v e r s i t y ,   B e c ha r   0800 0,   A l g e r i a .     E - m a i l :   e l a r b i a b de r r a o uf 12@g m a i l . c o m         A bde s s e l a m B a s s o w a s   bo r n   i n   B e c ha r ,   A l g e r i a .   H e   r e c e i v e d   t h e   D i pl . E l . - I ng .   D e g r e e   f r o m   t h e   U ni v e r s i t y   o f   T l e m c e n,   A l g e r i a   i 1 997 ,   h i s   M a s t e r   f r o m   t h e   U ni v e r s i t y   o f   S i di B e l   A bbe s ,   A l g e r i a   i 2 000 ,   a n hi s   D o c t o r a l   de g r e e   E s   S c i e nc e   f r o m   t he   U ni v e r s i t y   of   S i di B e l   A bbe s ,   A l g e r i a   i 2 006 .   A c t ua l l y ,   H e   i s   a A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   a t   U ni v e r s i t y   o f   B e c ha r ,   A l g e r i a .     H i s   m a i i n t e r e s t s   a r e   d i g i t a l   s i g na l   pr o c e s s i ng ,   t u r bo   e nc o di ng   s c h e m e s   a n i t e r a t i v e   de c o di ng   o v e r   f a di ng   c ha nne l s ,   a nd  c ha nne l   e q ua l i z a t i o C o r r e s p o nda nc e a d d r e s s :   I n f o r m a t i o P r o c e s s i ng   a nd  T e l e c o m m uni c a t i o L a bo r a t o r y   ( L T I T ) ,   T a hr i   M o ha m m e d   U ni v e r s i t y ,   B e c ha r   08000 ,   A l g e r i a .   E m a i l :   a . ba s s o u@g m a i l . c o m         L a hc e ne   M o ha m e R i d a   w a s   bo r i A dr a r ,   A l g e r i a .   H e   r e c e i v e t he   D i p l . E l . - I n g .   D e g r e e   f r o m   t he   U n i v e r s i t y   o f   B e c ha r ,   A l g e r i a   i 2009 ,   a nd  h i s   M a s t e r   f r o m   t he   U ni v e r s i t y   of   B e c ha r ,   A l g e r i a   i 20 12 ,   a nd  h i s   D o c t o r a l   de g r e e   E s   S c i e nc e   f r o m   t he   U ni v e r s i t y o f   B e c ha r ,   A l g e r i a   i n   2018  A l g e r i a .   H i s   m a i n   i n t e r e s t s   a r e   t u r bo   e nc o di ng   s c he m e s ,   i t e r a t i v e   d e c o di ng   ov e r   f a di ng   c ha nne l s ,   a nd  c o m pl e xi t y   o f   e nc o de r . C o r r e s po nda nc e   a ddr e s s :   I nf o r m a t i o P r o c e s s i ng   a nd   T e l e c o m m uni c a t i o L a bo r a t o r y   ( L T I T ) ,   T a h r i   M o ha m m e U n i v e r s i t y ,   B e c ha r   080 00,   A l g e r i a .     E - m a i l :   l a hc e n e r e da 1 @g m a i l . c o m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.