Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   12 ,  No.   3 ,  Decem ber   201 8 , p p.   1 0 71 ~ 1 0 80   IS S N: 25 02 - 4752, DO I:  10 .11 591/ijeecs .v1 2 .i 3 .pp 1 0 71 - 1 0 80          1071       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   PAPR R eduction  at Lar ge Multi - User - M I MO - OF DM usin g  Adaptiv e Data D etection  Algorith m       N.   Pra ba 1 ,  K.   M.   R av ik um ar 2   1 Depa rtment of  ECE ,   GCE,   Ramanaga r am ,   Indi a   2 SJ CIT,   chi kk ab al apur ,   Ind ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Ma r 8 , 2 018   Re v ise d A pr 27 , 2 018   Accepte d  Ma y  11 , 201 8       W ire le ss   comm unic a ti on  in   pre sent  era  contain s  la rge - sc al e   MIM O  net work  arc hi te c ture   that  nee d  to  deliv er  an  opt imize - QoS   to  m ult i - user  (MU ).     The   opti m ize  da ta   rate  tra nsm ission  in  m assive  MU - MIMO  wir el ess  s y stems   is  one  of  the   m ost  diffi cult  ta sk   due  to  the   ex tr emel y   h igh  implementation   complexi t y .   The  pra ctical  wire l ess  sy st em  cha n nel s  gene r al l y   e xhibi ts  th e   PA PR   and  fre quency   se le c ti ve   fa ding,   i t  is  al so n e ce ss ar y   to   have a pre cod ing   soluti on  in  PA PR   for  the   sel e cted  desira b le   ch anne ls.  A  soluti on  for  the  designe d  probl e m   of  a  noble   err or - cor recti ng  co de  for  OF DM   proc ess  with  a   low  PA PR ,   in  the   ca se   of  impuls e  noise  should  b e  conside r ed.   In   thi s  pape r ,   Adapti ve - Da ta - d et e ct ion  (AD D)  al gorit hm   is  proposed  to  obta in   lower - complexi t y   da ta - det e ct ion  th at   cor responds  to  high  throughput  design  and   impuls e  noise  r e m oval   for  l arg e   MU I - MIMO  wire le ss   s y st ems   b y   the  OF DM  m odula ti on  tec hnique .   Th at   c onta ins  som e  s te ps  such  as;  ini ti a li z ation,     pre - proc essing  a nd  equa l iz a ti on  s te ps  in  orde r  to  get   no  per form a nce   loss  and   to  m ini m al i ze   t he  re cur ren t  am ount  a t  e ac h   ite rat ions  dur ing  o per ation.   In  orde r  to  use   sim pli f y   m odel ,   he re  we   assum e  suit ably   per f ec t   s y nchr oni zation,  la rg e  c y c lic   pre fix  and  per fect - CS I  (c hanne l - st at e - informa ti on)  which  has  bee n  de vel oped  through   the   pil ot  depe n ded  tra in ing .   Sim ula ti on  res ult s  ana l y sis  show   the   proposed  m et hod  subs ta nti al   improvem ent   over   the   exi stin g  al gorit hm   in  te rm s  of  both   ‘Er ror - rat e ’   m ini m iz at ion   an d  PA PR   red uct io n.   Ke yw or ds:   Ad a ptive  data  detect ion ( ADD)   Mult iple - in pu t  m ul ti ple - ou t put  (MIMO )   Or t hogonal  fr e qu e ncy - div isi on  m ul ti plexing (OF DM)   Peak - to - a ve rage p ow e r rat io  (P A PR)   Copyright   ©   201 8  Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed.   Corres pond in g  Aut h or :   N.   Pr a ba,    Dep a rtm ent o f EC E,    GCE,  Ra m anag aram , I ndia .   Em a il :  np ra ba2010 @r e diff m ai l.com       1.   INTROD U CTION     Pr ese nt  wirele ss  com m un ic at ion   syst em   con ta ins  la r ge - sc al e  MIM O  net work  arc hitec ture  t hat  nee d  to  deli ver   a   pr om isi ng   res ult  in  or der   t o  m eet   gro win g  de m and s  for  m ulti - us er   qual it y - of - ser vice  (  )  a nd  higher   thr oughput  in   wirele ss  syst em s  [1 ] .  Th e  la r ge - sc al e  MIM O  ne twork  al s o  s houl d  hav e   abi li ty   to  decr ease   the   c on s um ption   of   operati onal   powe r  (  )  at   the   transm itter  sid e,  al so  s upport   the  us a ge  of  l ow   com plexity   structu res  f or  c oncu rr i ng   m ulti - us e r   inter face   (  ).  T hese   ki nd  of  pro per ti e s  of  la r ge - scal e   MIM O  m akes  a  pr om isi ng - te chnolo gy  f or   the  upcom ing   ge ner at io n  of  wi reless  syst e m s.  OF DM  te ch niq ue  is   well   est ablishe d  an d  the   at tract ive  process  t o  deal  with  the   ‘freque ncy  sel ect ive’  cha nnel s.  Mor eo ver,  in   ord e r   to  sim plify  th e  receive r  side   equ al iz at io n,   OFDM  proce s s  al lows   sc he duli ng,  bit  al lo cat ion ,  a nd  pe r - to ne   powe r  in  t he  sp ect r um   sh ap ing   a nd  f requ ency  dom ai n.   The  the oret ic al   view  of   la rge - scal e  MIM O   ha ve   acqu i red  lot  of   sign ific a nt  at te ntion  f ro m   the  researc hers,  bu t  the  kn ow le dge  of  pract ic al   transm issi on   pro cess   is  ver y  le ss.  A s  per   the  pa per  [2 ] ,  the  pr act ic al   op erati on s  of   la r ge - M IM O  net work   will   need   the  le ss   rad i o  fr e qu e ncy  (RF )  powe r  an d  low  c os t  com po ne nts.  I n  ad di ti on   in   [2 ] ,  t he  pro posed  m od el   of   m ult i  us er   pr ec odin g  for  flat - fr e quen cy   channels  de pe nd   on   pr e - ante nn a  ‘c onsta nt - env el op e ’  tran sm issi on   to  al l ow   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 ,  Dece m ber  2 01 8   :   1 0 71   –   1 0 80   1072   eff ic ie nt  opera ti on   thr ough  non - li near   RF - c om po ne nts.  T he  pract ic al   wireless  syst e m   channels  ge ne rall y  exh i bits   the  PA PR  an d  fr e qu ency  sel ect ive  fad i ng,  it   al so   necessa ry  to  ha ve  a  pr ec odin g  so luti on  of   P A PR  fo r   sel ect ed  desira ble  channels.  The  so l ution   f or   s uch   kind  of  com plexity   r equ i res  an  in div id ual  m ob il e  te rm inal  to  ha ve   le ss  P AP R  beca us e  of  power  c on st r ai nts   an d  strin ge nt  area;   al so ,   i t  can  a ffo rd  the   hea vy  process ing   at   the b a se stat io n (BS).    Howe ver,  the  MIM O - OFDM   is  popula r  to  unde rgo  with  a  le sser  P AP R   that  dem and s  the  us a ge  of   ‘linear - RF’  c om po nen ts  (e xa m ple,  po wer   a m pl ifie rs)   in  orde r  to  overc om e  the  s ign al   distor ti on  an d  ou t - of - band  rad ia ti on.   Unf or t un at el y,  the  li nea r - RF   Com po ne nt  ge ner al ly   com es  with  le ss  e ff ic ie nt  powe r  a nd  m or e   cost  c om par ed  to  the   no n - li ne ar  c om po ne nts,   w hich   cau ses  t he  e xcessi ve  c os t  f or  la r ge - sc al e  i m ple m ent at ions   of   BS  t hat  m a y   con ta ins  hundre ds   of   a nten nas.   In   t his  pa per   [3 ] ,  T hey  pro po se d  a  res idu e  nu m ber - s yst e m   (‘ RN S’)  in  ord er  to  re duce  P AP R  in  MIM O - OFDM  syst e m s   and   the  pro po s ed  m od el   a ppr oach   m akes  us e  of  RNS  pro pe rtie s  to  gr eat ly   de crease  the  ‘c om pu ta ti on al   com plexit y’  as  well   as  the  PA PR.  This  m e thodo l og y   com par ed  with   the  PT S - sc he m e  (p arti al   tra ns m it   sequ enc e)  al so,  w he re   the  RN S - base d  sc hem e  of   P AP R  reducti on  perform ance can   be a naly ze f or   co m pu ta ti on al  com plexit y wit h m ini m al  side i nfor m at ion .   PA PR  reducti on  ap proac hes   su c h  as  cl ip - sig nal  has   pr opos e d  in   [ 4] ,   [ 5],  sel ect ed   m app ing    (S LM)  [6 ] ,   [ 7]  and   pa rtia l  transm it  sequ e nc e  (P TS )  [ 8] ,   [9 ]   ha ve  bee n  pro po se d  in  order   to  ov e rc om e  the   eff ect s  of   P APR   in  MIM O - O FD M  sig nals.  Ther e f or e,  us i ng   t he  te ch niques  the  ‘PAPR ’  can  be  re duc e,  but   these  te chn i qu es  al so   com e  up   with  thei r  re sp ect ive  dra wbacks.  Cl ip ping   the  peak   am plit ud es  un der   a  tim e   do m ai n  reason s  beh i nd   disto rtion   of   si gn al ,  wh ic h  re duc e  the  perform ance  of  BER   in  the  receive r   side.   Partit ion s  of   PTS  data  i nto  the  sub - b loc ks ,  wh e re  in di vidual  sub - bloc ks   are  c om bin ed  base d  on  ph as e   seq uen ce   an d  t he  ph a se  se quences  c om bin at ion   pro vid es  t he  lo we r  P APR   at   OFDM  si gn al ,   w hich   w il l  be   us e d  at   data  tr ansm issi on .  T he  SLM  c om bin es  phase  se quence s  with  t he ir  duplica te s  cop y  of   OFD M   data,  and  the n  perform s  sever al   it erati on s   of  IF F T  (in ve rse  fast - Fou rier - t ran s f or m )  to  c hoose   the  blo c k  of  data  a t   lowest  PAPR .   Both   of  t he  m et ho d  SLM  and  PT S  re qu ire  the  side  i nfor m at ion   tra ns m issi on   (in   ph a se  seq uen ce )  to  r ecov e r  the  ori gin al   transm it t e d  data  that  m ay   req uire  s om e  extra  ban dwidth .  The refo re,  it   is   necessa ry  to  re du ce   the  am ount  of  P AP R  of  OFDM  de pe ndent  m ulti - us er  MIM O  netw ork  syst em   to  prov i de  corres pondin g  low - po wer  a nd  lo w - c os t  B S  operati on s .  More ov e r,   t he   MUI   cancel a ti on   ca n  be  giv en   as  unde rd et erm ined  li nea r  r eg ul arizat ion   pro bl e m  that require s opti m iz e so lu ti on .   In  this  pap e r,  we  pro po se d  a   lowe r - c om plexity   data - detect ion   al go rithm   that  co rr es pondin g  to   hi gh   thr oughput  de sign   f or   la r ge   MUI - MIM O   wireless  syst e m s  by  the  O FD M  m od ulat io n  te c hn i qu e .   DDA    (D at a  detect io n  al gorithm )  c an  i m pr ove  the   com pu ta ti on al   eff ic ie ncy  in  a  har dwa re  prot otype  that  avo i ds   the   excess  com pu t at ion .  A  DDA  is  a  well - know n  it erati ve  fr am ewo r k  to  so l ve  a  huge   nu m ber   of   conve x  diff ic ulty   (e xa ct ly   or   a ppr ox i m at el y)  thr ough  c oor din at e - w ise   updates ,  but  her e   we  pro posin g  A dap ti ve - Data - detect ion   ( A D D)   al gorithm   t hat  con ta i ns   th e  init ia li za ti on ,   pr e - proces sin g  an d  eq ualiz at ion   ste ps   in  orde r  to  get  low  pe rform ance  loss,  m ini m iz at ion   of  i m pu lse   no is e  and   m ini m a li ze  the   recu rrent  a m ou nt  at   each  it erati on s  durin g  op e rati on.  In  orde r  to   us e   si m pl ify   m od el ,  we  ass um e  su it ably   pe rf ect   sy nchr on iz at io n,   la rg e   cy cl ic   pr efix   a nd  pe rf ect - CSI   is  bee n  dev el oped   thr ough  t he   pilot  dep e nd ed  trai ning.  T hi s  al gorithm   per f or m s   thr ough  co ns id ered   regulariz a ti on   pa ram et er s,  w hich  e nab l es  the  neig hbori ng  m axi m u m   li kelihood  value s   that  co rr es pond  to   perform a nce  of  outp ut  data  detect ion   in  la r ge  M U - MIM O  syst em s,  m or eo ver  th e  la r ge   ‘BS - to - us er - a nt enn a ’  rati o.  Si m ula ti on   res ults  analy sis  sho w  th e  pro pose d  m et ho d  s ubs ta ntial   i m pr ove m ent  ov e r  t he  e xisti ng alg or it hm  in  te rm s o f  both  ‘ E rror rate’  m i nim iz at ion  and  PAPR re duct ion.   The  pa pe r  is  orga nised  as  f ollows;   S ect ion   2   re presents   li te ratur e  su r vey,  S ect io n  3  sh ows  t he   pro po se d  syst e m   m od el ,  S ect i on   4  re presen t  the  ex per im e ntal  res ult  and  analy sis,  an d  S ect ion   5  c oncl ud e     our wor k.       2.   LIT ERATUR E SU RV E Y   In s pite  of  m any  adv a ntages  of  MIM O - O FDM   sign al s,  the  high  P AP R  va lue  is  m a in  dr a wb ac k  tha t   com ing   in  sig na ls.  I n  or der   t o  decr ea se  the  hi gh   PA PR ,  the r e  are  m any  PAPR   re du ct io ns   appr oach   ha ve  been  pro po se d  by  t he  researc he rs   an d  i n  t his  s ect ion   we  a re   goin g  el a bor at e  the  dif fer e nt  P AP R  re duct ion  te chn iq ue a nd t he pr oble m  ass ociat ed wit h  it .   The  sel ect ed  m app in g  (SL M)  ap proach   i s  an  ef fici ent  s chem e  beca us e   of   it s  high  P AP R  re duct ion  capab il it y  with ou t  t he  disto rtion  of  sig nal,  wh il e  t he  c onve ntion al   SLM  (‘ CSLM ’)  ap proac h  c om e  up  wit h  m ajo r   com plexity   in  com puta ti on .  T he re  are  se ver al   m et hodo l og ie s   ha s  bee n  pro posed  t o  ov e rcom e  the   diff ic ulty ,  ABC  (A rtifi ci al   Be e  Colon y)  te c hn i qu e  is  a  ne wly  propose d  swar m   based   optim iz at ion   app r oa c h  wh ic h  pro vi de  the  high  perfor m ance  in  re gardin g  of  P AP R  m ini m iz at ion .  The  pe r form ance  of   ABC  ap proac h  gen e rall y  base d  upon  the  bee s  search  strat e gies  an d  there  are  al so   so m e  m od ifie d  searc h  strat egies  are   there.   In  pa per  [ 10] ,  a  pa rall el   AB C  (P - ABC)   ha s  pro pose d  to   m od ify   the  sea rch  strat egy,   a nd  im pr ov e d  ( I - ABC)  appr oach   is  be en  intr oduce d  to  dec rease  the  com plexity   in  com pu ta ti on   at   SLM  appro ac h.   A  PA BC   f ollo w s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       PAPR Re duct ion at  Large  M ulti - User - MI M O - OF DM usin g  A daptive   Da t a …   ( N. Pr aba1 )   1073   strat egies  to  obta in  best  ex pl oitat ion   an d  e xp l or at io n.   I n  I - ABC,  an  in di vid ual  be e  search  f or  the  optim a l   neig hborh ood  t o  obta in  best  s olu ti on  f or   m utati on   process .  Af te r wa rd s ,  th e  ob ta ine d  so l utions  is  sh are d  with   diff e re nt sw a r m  an d  novel  ‘s earch  d ire ct ions’ is  ob ta i ned to  fin d op ti m um  so ur ces.     In   (single - i nput   sing le - outp ut)  SISO - OF D M  wireless  sy stem s,  the  bes t  proj ect in g  te chn i qu e s  ar e   cl ipp in g  [ 11 ] ,   act ive  co ns te ll at ion   e xten sio n  (‘  ’)  [ 12] ,  to ne   rese rv at i on  ( ‘  ’)   [13],  pa rtia l  tran sm issi on   seq uen ce  (‘  ’)   [14],  sel ect ed   m app in g  ( ‘  ’)  [15],  an d  oth ers .  I n  [ 16] ;  they   pro vid e d  a  detai le d  ov e r view,  in   w hich  t he  PA PR - re duct io n  a ppr oach  c an  be  stret c he d  easi ly   f rom   SI SO   t o  MIM O    syst e m s  [1 7] ,   [ 16 ] ,  t he  e xtens ion   of  m ulti us er  (M U)  MIM O  syst em   is  not  that  m uch   ea sy,  beca us e  t he   joint  process  of  rec ei ver - side  si gnal   transm issi on   is  al m os t  ver y  dif ficult   in  pr act ic al   at   presence  of   distr ibu te d  us ers .  M IMO - OFDM  syst e m   has  been  e xtensi vely   acce pted   to  se r ve   f or  the  ‘w i re le ss  com m un ic at ion ’  syst e m s.  Thou gh   it   is  sti ll   unde r go es  from   the  m axi m a l  PA PR  t hat  is  the  m ai n  disadv a ntage   of  MIM O - OFDM - based s yst e m s.   In   pa per   [18],  they   co ns ide r  the  ap proac h  t o  reduce  the   P AP R  in  c oded   OFDM  syst em s.  A  novel   PA PR  m ini m i zat ion   a ppro a c h  usi ng  the  ‘la bel - inse rted ’  e ncode r  of  s of t  a m plit ud e  lim i te r  (‘  ’)   an d  us ing  this  ap proach   they   go t  5.5dB   PA PR  m ini m iz at ion   (in  OFDM  syst e m ),   w hich  c onta in  3dB  cl ipp i ng,  128  su bc ar riers,   an d  4 - bit  sel ect ion.   E xclu ding  the  sig nifica nc e  of  P AP R  m inim iz at ion   this   ap proac h  al s o  ha ve  adv a ntage   of  low  c om ple xity ,  sm all  over hea d,   sm all  perf or m ance  loss,   a nd  no  e xtra   inf or m at ion   transm issi on .  Am on gs t  se veral   rando m   pro cess,  an   irre gu la r  re peat  accu m ula te   (‘  ’)   c od e  is  finest  op ti o n  for  sim pler  enc od e r  process .  The  prototype  can  be  ap plied  directl y  to  MI MO - OFDM  syst e m   and   the  c apacit y   of   cl ip  MIM O - OFDM  can  be   analy ze  through  Ga us sia n  appr ox im at ion .  Her e,  they   c on si der   s of t  MAP  detect or  with   it erati ve  recei ve r  in  M IMO - O F DM  syst em .  In  dif fer e nt  num ber   of  a nten nas   syst e m s,  the  hy br id  appr oach  is  be com e  ind epe ndent  pa rt  of  e nc od e r,  there f ore  there   is  no  e xtra  c onstrai nt   has  a ppli ed  at   IRA - cod e  optim iz ation .  T he  desig ning  of  IRA  c od e s  is  com pl et e  accord i ng  to  the  er godi c   MIM O  syst em   by  consi der   se veral   PA PR  decrem ent  set ti ng ,  m or eover,  th e  diff e ren t  cl ipp i ng   rati os   is  based   on   ex trinsi c   inf or m at ion   transf e r  ( ‘EI T ’)  plans.   T he  hi gh   value  of  P AP R  le ads  to   the  in - ba nd  distor ti on  al on g  with   fr e qu e ncy  spre ad  sp ect ru m ,  due  to  the  pr ese nce  of  no n - li ne arit y  in  the  ‘h i gh - power’  am plifie rs  a nd   the   la rg e r   PA PR  value  es sentia l  to  dec r ease  al though  i ts  prob a bili ty   sh ould  not  m uch   hi gh.  Wh il e  el i m inati ng   the   high  peaks  the  signa l  per f or m ance  is  al so   aff ec te d,   there f or e,   a  sp eci al   m a i nt ena nce  nee ds  to  be  co ns id er  t o  decr ease  t he  P AP R  in  M IMO - OFDM.  In   t hi s  pa per   [19],  t hey  pro posed  a   novel  al gorith m   that  is  based  upon   the  gro upin g  of  PTS   an d  SL M  m et ho ds   f or  the  P AP R  reducti on.  I n  pr e vi ou s  e xisti ng  te chn i qu e s  of  P AP R - reducti on  only   us es  ei ther  PTS  or   SL M  as  a  separ at e  te chn iq ue   on   MIM O - OFDM.  He re,   they     consi der   QPS K  m od ulate d  te chn iq ue  i n  MIM O - O F DM  syst e m s   throu gh   c on siderin g  f our   nu m ber     of ante nn as .    In   [ 20]   and   [21]  propose d  a   Pu lse   sh a ping  m et ho d  that  is  eff ect ive  in  dec reasin g  the  PAP R  of   MIM O - OFDM   sign al ,  al so   pro vid e  the  lowe r  com pu ta ti on al   com ple xity .  Sele ct ing   the  pr oper  pu ls e ,     the  P AP R  ca n  be  reduce d,   m or eov er   the    - pu lse s   as  ‘squ are - root  raise d  cosin e’  (S RR C)  an d  raised   cosine   (RC)   ar e  usual ly   us e d  pulse s.   Co nv e rsel y,  the   ideal     - pulse s  a re  nor m al l y  non - ca usa l,  that  i s   wh y  it   is  no t  pract ic al ly   reachab le   a nd  the   ideal     - pulse s  ca n  be  s horten   at   tim e  do m ai n  t o  pr ese rve   the  ca us al it y,  but  this   m od el   intr oduces   the  undesire d  side   lob es   of  non - z ero  in   f reque nc y  do m ai n.   T o  desig n  a  fun dam ental  pu lse   us i ng   an  ef ficie nt  co m pu ta ti on al   optim iz at ion   m et hod  [ 22] ,  w hich  offer e d  a   m uc h  eff ect ive  m et ho d  for  exe cutin g  pulse   sh a ping  m et ho d  in  M IMO - OFDM  s yst e m s  in  or de r  to  dec rease  t he  hi gh  PA PR  values .   Howe ve r ,  thi s  pulse - s hap i ng  ap proac h  m ay   pr ese nt  int er - ca rr ie r  i nter fer e nce  ( ‘  ’)   a nd   el i m inate   the  or th ogonal it y  fu nction  i n  the  MUI - M IMO - OFDM  syst e m .  Theref or e ,  it   causes  the  degrad at i on   in the pe rfor m ance  of d em odulati on  i n OF D M sy stem  [ 23 ] .   Ther e   are  al wa ys  so m e  residual   that  le adin g  to  sig nal - to - in te rf ere nce  a nd  no ise   rati o.  To   overc om e  this  pro blem ,   in  [ 24 ]   the y  propose d  a   zero - f orci ng   equal iz at ion  te chn i qu e .  The  a dv a nce m ent  in  com m un ic at ion   fiel d  outc ome   require  th e  hi gh e r  data  r at es  with  lo wer   bi t - er r or - rate  (B ER)  an d  inc re ase  in   the  po wer  ef fici ency.  MIM O - OFDM  is  c om pr ehe ns ivel y  us e  i n  t he  pr ese nt  a nd  s ub s eq ue nt  ge ne rati on   broa db a nd  or  wireless  c omm un ic at ion s  [ 25]   to  ge ner at e   a  higher   data - rate  tra ns m issi on ,   al so  the   s pectral  eff ic ie ncy  at   s om e  m ult i path  channels  fad i ng.  T he  M IMO  syst e m s  hav in g  the   m ajo r  drawb ac k,  w hich   suffe r s   from   the  hig h  PA PR  that  re quires  im ple m e ntati on   of   high ly   eff ic ie nt  power   am plifie r,   in  orde r  to  co nt inu e  a   broa der  li near  re gion  for  a voidin g  the  sig nal  cl ip ping,  t her e fore  it   i nc reases  t he  po wer  co nsum pti on  a nd  hard war e  c omplexit y.  T he  se ver al   reducti on   te chn i qu e   of  P AP R  has  bee n  pro po se d  t hat  pro vid e  t he  m a xim a l  reducti on  of  P AP R,   w hich   r ang i ng  f ro m   0.5 dB  to   6dB.   In  pa per  [ 26] ,  disc us se d  the   PAPR   perfor m ance  analy sis,  al so  th e  al go rith m s  fo r  beam - form ing   (BF )   te chn i ques  t hat  incl ud e   MR T  (Maxim um   Ra ti o   Transm issi on ),  EGT  (E qu al   Gain  Tra ns m issi on)  an d  c om bin ing   of  r ecei ver   te c hn i qu e s  s uch   a s   MR C  (Maxim u m   R at io  Com bin ing ) ,  EGC  (Equal  Gain  C om bin ing )  f or  MIM O - OFDM   syst e m .  Moreo ve r ,    the MIMO - OFDM sy ste m   m e asur em ent is c om plete  in  te rm s o f  PAPR  r e du ct io n, S NR a nd BER .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 ,  Dece m ber  2 01 8   :   1 0 71   –   1 0 80   1074   3.   PROP OSE D SYSTE M MO DEL   In   this  sect io n,  we  co ns ide r  a  la rg e  MU I - M I MO - OFDM  syst e m   to  add res s  the  MUI  ca nc el la ti on   an d  PA PR  re duct ion.  Pr eci sel y,  the  MUI  canc el at ion   can   be   giv en  as  un de rd et erm ined  li near   re gu la rizat io n  pro blem   that  req ui res  op ti m i ze  so l ution.  I n  MIM O - OFDM   m od el ,     is  an   a nten na  us er   te r m inals  that  tra ns fe r  the d at a sim ult aneously  BS - a nten na   ≫   ov e r  the     subcar riers a nd the  us e r  enc odes it s p e rs on a l   bit stream   ( = 1 , … , )  throu gh   for ward  er ror  c orrecti on   a ppr oa ch.   Af te r wards ,  the  co de d  bit s  sign al   on t o  gathe rin g  po i nt  at   a     finit e  set   i.e .,  16 - Q AM,   with   a verage  t ran sm it   powe r   in   unit y   [ | | 2 ] = 1   at     = log 2 | |   (i.e. ,   bits/ con ste ll at ion  point )  a nd   ∈ .            Figure  1 .   Flo w char t  of P rop ose d  M od el       The n  the  res ulti ng   f re qu e ncy   do m ai n  ( )  sym bo ls  [ 1 , . . . , ]   are  trans f or m ed  in   a  tim e  do m ain  sy m bo l  us in g  I DF T  [27]  (in ve rse  disc rete  ‘ Four ie r  Tra ns f or m ’) .  Af te r  pre - pe ndin g  cy cl ic   sta rt,  al l  the  us er s   trans fer   t heir   tim e  do m ain   sig nals  at   the  sel ect iv e  ‘w i reless  f reque ncy  cha nn el ’  at   sam e  per i od.    Af te r ,  discar di ng  cy cl ic   pr e fi x,   t he  ti m e  dom ai n  sign al s   ha s  recei ved  in  each  of  the   BS - a nten nas  a nd  t he n  trans form ed  into  fr e quency  do m ai n  us in g  discrete  ‘ Four i er  Tra ns f orm ’.   Figure  1  s ho ws  the  flo wchart  of  pro po se d  m od e l.   In   orde r  to  us e   si m plify  m odel ,  we  ass um e  su it ably   pe rf ec t  synch ronizat ion,  la r ge  cy cl ic   pr e fix  an d  perfect - CS I  (c hannel - sta te   in form a t ion )  is  be en  de velo pe d  throu gh   t he  pi lot  dep e nded  t rainin g.   C on si der i ng  this ass um ption , t he fre qu e nc y do m ai n  relat ion o f  i nput a nd outp ut w it h    ℎ   s ubcar rier ca n be  m od el ed  as;     = +                   (1)     Wh e re,  t he     ∈ can  be  a ss ociat ed  with  f re quency  dom ai n  receive d  vec tor,     ∈ co ntains  the   transm itted sym bo l t hr ou gh a ll  u sers  ( )  a nd  channel m at rix  is re pr ese nted   as;       ∈   ∈ ×                   (2)     The  sym bo ls  is  tra ns m itted  thr u  us e r     at   - subcar rie r   an d  t her m al   no ise   m od el ed  as     ∈   at   sy m m e tric  com plex  Gau ssia n vecto r wit h n oise  var ia nc e     and im pu lse  noise.   In   pract ic al ,  th e  unde rd et e rm i ned  li near   re gula rizat ion   probl e m   can  be  s ol ve  by  re gu la rize  the  le ast - sq ua re  dif ficult y;      =   ∈ ‖ − ‖ 2 2 + ‖ ‖ 2 2             (3)     Since  the  E qua ti on   ( 3)   is  qua dr at ic   f or m   in  r,   so   t he  regula rizat ion   pa ram et er  pro blem   has  in  cl os e d  form   so luti on .   W hile  the  pro blem   occu r   in  ab ov e  E quat ion   ( 3)   ca n  be  cal c ul at ed  im plicitl y  t hro ug h    data - detect ion   al gorithm   (D DA ).   DDA  can  i m pr ove  the  com pu ta ti on al   eff ic ie ncy  in  a  hard war e  pr oto ty pe   that  avo i ds   the   excess  com puta ti on .  A  DDA  is  a  well - kn own  it erati ve  f ram ewo rk   to  s olv e  a  hu ge  num ber     of   c onve x  dif f ic ulty   (ex act l y  or  ap pro xim a te ly )  throu gh  coor din at e - wis e  updates  a nd   we  ca n  def i ne   the   functi on as;     ( 1   , . . . , ) = ( ) = ‖ − ‖ 2 2 + ( )             (4)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       PAPR Re duct ion at  Large  M ulti - User - MI M O - OF DM usin g  A daptive   Da t a …   ( N. Pr aba1 )   1075   Wh e re,   the   ( )   is  ‘ conve x  regular iz er’   a nd  it   is   neces sary  t o  reali ze  the  E quat ion  ( 3),  w hi le   m ini m iz ing  E quat ion  (4)   thr ough   sel ect ing    ( ) = ‖ ‖ 2 2 .  He re,   m in i m izing  is  si m il ar  to  s olv e   the   s quare   er r or   regulariz at io n pro blem  thr ough,     ( ) = ( ∈ )                 (5)     Wh e re,   ( ∈ )   def ine   the fu nctional  char act e risti cs that i s zer o  if  the   ∈   and   oth e r wise it  is inf init y.    Mi ni m iz ing   E qu at io n  ( 5)  base d  e q ualiz at ion   functi on   ev olv es   ( 1   , . . . , )   se quentia ll y  to  coor din at e eac h varia ble     an d   = 1   , . . . , .   Her e ,  we   ass um e  DD A  ba sed  s quare  e r ror  e qu al iz at io n  to  fin d    ℎ   op ti m u m   rate     fo r   error  equ al iz at io n prob le m  in  ( 3) .     ̂ =   ∈ ‖ − ‖ 2 2 + ‖ ‖ 2 2               (6)     Wh ic h  ho l ds   t he  oth e r  values   of  , ∀ ≠   fixe d.   This   involve d  a  quadr at ic   pro blem   and   it   can  s olve   thr ough sett ing t he fu nctio n of g rad ie nt in ( 6) w . r. t t he    ℎ   com po ne nt   to  zer o.      0 = ∇ ( ) = (  − ) +               (7)     Thro ugh dec om po sing   E quat ion   ( 8) ,  the  E quat ion ( 7) for     in  ord e r  to  g et  cl os e d  f r om  ex pressi on :      = ∑ l ≠ + l                 (8)     ̂ = [ − ∑ l ≠ ] ( ‖ ‖ 2 2 + ) ⁄             (9)     The  e xpressio n  is  accuratel y  update DDA  r ul e  for    ℎ   entry  of   ,  a nd  f or  eac h  it er at ion ,  E quat ion  (9)  can  cal culat e  seq uen ti al ly   for  us e r   = 1   , . . . , ,  wh e re  fr e qu e ntly   reuse  al l  new   no vel  outc om e   ̂   for    ℎ   us er . T her e f or e , w e  r e peat the   process  for     tot al  n um ber   of it erati on to  est i m at e;     ̃  = ( )                   (10)     Wh e re,   ( )   is t he  f inal res ult o f D DA b ase d desc ribe d  it erati ve pr ocess .   DDA  ena bles  a  non - li nea r  da ta - detect ion   a ppr oac h,   w hich  op e rate  openly   in  ‘f re quency  do m ai n’   on  each  subca rr i er  basis.  T hi s  update  de r ive  the  box - const raine d  e qu al iz at io n  pr ob le m .  More ov e r ,    the  c har act erist ic s  functi on  ca n  be  pro vid e   thr ough  (5)  is   not  di ff e ren ti abl e,  but  it   is  sim il ar  m e th od  th at   ca n  be use s ub - gr a dients t o  e nab l es close d form   of ex pr e ssio n,     ̂ =  ( × − ∑ l ≠ ‖ ℎ ‖ 2 2 )                 (11)     Her e ,    ( ∙ )   sh ows t he  orth ogonal  pr oj ect io n at  the     conve x po ly to pe  and  giv e n by;      ( ) = {                                                                                                      ∈     a rg  ∈ | − |                                            ∉                       (12)     The  a r gu m ent   ∈     is  un der  the   set   of   ,  an d  t hen     i s  pro j ect io n  ou tpu ts;   the     is  e xt ern al   set   of    in  the  E uclidea n  dista nce.  T he re  are  se ver al   r el evan t  co ns te l la ti on     set s,  an d  (12)   pro j ect io n  can  be  ob ta i n   eff ect ively   for   Q AM  c onste ll at ion .  Where ,   im aginar y  an d  real  par t   ca n  be   cl ip  i nde pende ntly   of     on t o  the   [ − , + ]   inter val a nd     is a rad i us   of  cl os e - fitt ing   box,   w hich  c over s the  ‘QAM’  c on ste ll at ion.    In   t his   pap e r, we p r opos i ng A da ptive d at a - detect ion  ( ADD)   al gorithm   t hat  co ntains   th e  init ia li zat ion ,   pr e processi ng  and  eq ualiz at ion  ste ps   i n  order   t o  get  no  perform ance  loss  a nd  to  m i nim a li ze  the  r ecurrent   a m ou nt  at   each   it erati on s  duri ng   operati on   ( = 1   , . . . , ) .  I ns te ad ,  to  com pu te   blind ly   up dates  in  ( 9)   a nd  ( 11)   for  re gu la rizat ion   pa ram et er,  the  pr e proces sing   a nd   restr uctu rin g  ste p  are  pe rfor m ed.  In   pre process ing   is  perform ed  to  de crease  t he  op e rati on al   c om plexity ,  A DD  pr e - cal culat e  the   sever al   m ajor  qu a n ti ti es,  w hi ch  ca n  be  re proce ssed   at   ind i vidual  it erati on   of     = 1   , . . . , .  This  ty pe  of  prep ro ce ssin g  is   not  only   pro vi de  the   sign ific a nt  sav ing   du rin g  co m plexit y  at   it e rati ve  proces s  (su c h  as  D D A ),   but  al so   sim plifie s  the  ha r dw a re   i m ple m entat io ns .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 ,  Dece m ber  2 01 8   :   1 0 71   –   1 0 80   1076   I n pa rtic ular w ay , w e  pre - cal c ulate  r e gu la rized  (in ver se  squ ared col um n)  nor m s o f   , th at  is ;     − 1 = ( ‖ ‖ 2 2 + ) − 1                 (13)     Wh e re,   = 1   , . . . , , wit h     ≥ 0   and  the  r e gula riz ed param et er gai n  is;     = − 1 ‖ ‖ 2 2                   (14)     In  the  e rror  m od e  of  re gula rizat ion  pa ram et er   =     an d  in   box - c on st rained  re gula riza ti on  m od e   =   0 , th at  yi el ds   = 1 , = 1   , . . . , .     To  av oid   t he  r ecurrent  proce ss  at   equ al iz at ion   op e rati on,  ADD  al gorith m   pr ovide  the   increm ental   updates  that  can  re us e  i nterm ediat e  quantit ie s  at   each  phase  of   it erati on   = 1   , . . . , .  Ther e fore,     we per form ing  seque ntial  u pg rad at io n, al so c an be cal le d as  appr ox im at e residu al   vecto rs and de fine d  as;       = − ∑ l ( ) = 1                 ( 15)     Howe ver,  we  are  no t  goin g  t o  re - cal c ulate   the  a ppr ox im ate  resi du al   vect or s   f or  in div i dual   it erati on.   In co nf li ct in g,   we  init ia ll y co m pu te  the sym bo l e stim at ion   ( )   by the a ppr oxim at e residu al   ve ct or s.     ( )   =  ( − 1 + ( − 1 ) × )               (16)     The del ta  v al ue  of e qu at io n ( 16)  ca n be c ompu te  a s;     ∆ ( ) = ( ) − ( − 1 )                 (17)     Eq uation ( 17) e nab le s  the  ( )  r esi du al   update  in (1 8)   with ou t  co m pu ti ng the  r esi dual  e xp li c it ly .     ← − ∆ ( )                     (18)     The recei ve d o utput vect or ca n be c om pu te d as;     ̃ = [ 1 ( )   , . . . , ( ) ]                 (19)     As  we  de scri be d  a bove,   A D D  al gorithm   prov i de  the  sig nificantl y  le ss  co m pu ta ti on al   co m plexit y.  In  DDA  a ppr oac h,   it   re quires   a  com plex  inn e r  pr oduct   value  a nd  ( − 1 )  scal ar - by - ve ct or   c om plex   m ul ti plica ti on s  at   pe r  it erati on  of   ,  w he reas  t he  pro po se d  A DD  ap proac h  r equ i res  on ly   one  scal ar - by - ve ct or  com plex  m ultip li cat ion  a nd  one in ne r produ ct  v al ue.       4.   E X PERI MEN TAL RES UL TS A ND AN A LYSIS   The  sim ulatio n  is  par t  is  do ne   us ing   Ma tl ab  2016b,  syst e m   config ur at io n;  8G B  RAM,  2GB  gr a phic s  card,  1TB  RO M  and   intel   i5   process or .  In   order   t o  evalu at e  the  per f or m ance  of   er r or - rate  f or   our  pro pose d  ADD  m od el   with  res pect  to  Zer o  Forci ng  [24]  al gorithm ,  we  per for m ing   ‘Mo nte - Ca rlo’   sim ulatio ns   in   MIM O - OFDM   syst e m ,  wh er e  LTE  A dvan ced  (L TE - A)   t echn i qu e  is  use d  f or   data  tr ansm issi on   wi th  the  su bc ar riers  [ 28 ] .  In   this  stu dy ,  we  us e  16 - Q AM  with  gray   m app in g  an d  to  acco unt  the  f reque ncy  and   s pati al   correla ti on  we   create   c ha nn e l  est i m at ion   m at rices  us i ng  W i nner - P hase - 2  prototype   [ 29]   with   c on si de rin g  7.8cm   antenn a   distance  (s pac ing).  W e  re por t  the  sy m bo l  e rror   rate  ( SER) ,  Bi t  err or   rate   (BER)  an d  pe ak - to - aver a ge  powe r   rati o  ( ‘PAPR ’ )  is  co ns i der   a s  pea k  am plit ud e  s qu a re d  val ue  div ide d  by  ‘roo t  m ean  square ’    in  orde r  to  get   aver a ge  powe r.   T he  BER   a nd   SER  perfor m ance  of   16 - QA M  a rr a nge m ent  with  O F DM  in  pr ese nce  of  G aussian   noise   and  im pu lsi ve  no ise   will   del iver  the   syst em   per fo rm ance  us in g  our  propos e d  ADD  m od el   w it h  res pect to  Z ero F or ci ng al gorithm .   Her e ,  we  c ons iderin g  tw o  sc enar i os   w he re  we  fi x  the  num ber   of   recei ve   anten nas  a nd  var yi ng  th e   transm it   antenn as  us in g  16Q AM  m od ulati on  te ch nique.   Mon te - Ca rlo  t rial s  is  co ns id er  as  1000 0  a nd  the   sign al - to - n oise - rati o  ( SN R )  is var yi ng f r om   - 10  to 10dB ( with the in te rv al   of   2d B ).  In sce nar i o - a,  we  co ns ide r   32  num ber   of   receive  a nte nnas  with  16  tr ansm it   antennas  an d,   32  num ber   of   receive  a nten nas  w it h  32  transm it   antenn as  in  or der   t o  eval uate  the  err or  rate  an d   PAPR .  Sim i la rly   in  scenar io - b,   we  c onsider  64  nu m ber   of   r ec ei ve  anten nas  with  32  tra ns m it   antenn as  a nd ,  64  num ber   of   receive  a nten nas  wit h  64  tra ns m i t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       PAPR Re duct ion at  Large  M ulti - User - MI M O - OF DM usin g  A daptive   Da t a …   ( N. Pr aba1 )   1077   anten nas  in   or der   t o  e valuate   PA PR  a nd  the   error  rate.  T hr ough  var yi ng  t he  a nten nas  num ber   at   SN R,  we  ca n  analy ze the  be hav i or of  our p rop os ed  m od el .   Figure  2  sho w s  f or  the  SN R   vs   SER  at   32  nu m ber   of  rec ei vin g  a nten na   (RA s)  a nd  16   transm it ti ng   anten nas  (TAs ),   wh e re  our  pro po se d  m odel   perform   con side rab ly   well   with  inc reasing   num ber   of   SN R,     in  10dB  S NR  the  A DD   go t  6.17%  le ss  SE R  than  the  ZF [ 24 ] .  Sim il arly ,   in  F ig ure   3  s hows  f or  the  S NR  vs   SER  at   32   RA s  and   32  TAs ,  wh e re  the  SE R   is  li t tl e  m or e  com par e  to  F ig ure   2,   w he reas   our  pro pose d  m od el   go t  41%  le ss  S ER  at   10dB  S NR.  Fi g ure   4  s hows  for  the   S NR  vs  BER   at   32  RAs  a nd  16  T As,   at   10dB   SN R   our  pro pose d  m od el   AD D  pe rfor m s  6. 6%  l ess  com par ed  to  the  ZF  ap pr oach.  Sim i la rl y,  F ig ure   5  shows  f or   the  S NR  vs  BE R  at   32  RAs  a nd  32  T As,  w he re  in  - 10dB  Z F  got  11%   m or e  BER   com pared  to   A DD.  Fi gure  6  and   7  s hows  for  the  S NR  vs   P A PR  at   32  RA s  with  16  a nd   3 2  T As;  c on si der i ng   10dB  S NR  in  F ig ure   6  A D D   go t  1.2 5%  le ss  PA PR t hen   ZF  and in  F ig ure   7  A D D go t  24% less PA PR  then  ZF  a ppr oa ch.  Bel ow  F ig ure 8  t o  13   s how s  f or   t he  sce nar io b ; wh e re  F ig ure   8  and  9   s hows  f or   t he  SN R vs  SER   at   64   R As   with  32  a nd  64  TA s,   F ig ure   10  a nd   11   s how s  f or   t he  S NR  vs   BE R  at   64   RA s  with  32  a nd   64  TA .  Mo reov er,  F ig ure   12  a nd   13   sh ows   f or  the  SN R  vs   PAPR   at   64  R A s  with  32  an d  64  T As,   w her e   in  F ig ure   12,  propose d  A D D  s ho ws  th e   1.5%  le ss  PAP R  at   10dB  SNR   and  in  F ig ure   13,  pro posed   A DD   sho ws  t he  35 %   le ss  P AP R  at   10dB  SN R .   Table  1  sho w  f or   P AP R  val ue   at   diff ere nt  SN R  per   recei ve d  anten nas  [ dB ] ,  wh ere  c on si der e d  total   num ber   of   receivin g  a nte nn a s  is  12 8  a nd  c on si der e d  t ran sm it   antenna  is  64.  In  - 2dB  SN R,  A DD  pro po se d  m odel   go t  23%  le ss  PAP R  value   com pa red  to  ZF  a pp ro ac h  a nd  in   4dB  S NR,  A D D  m od el   go t  7.7%   le ss  P APR   value  com par ed  t o  ZF  ap proac h.  Ther e f or e,   f rom   the  analy sis  of  res ult  we   can  say   t hat  increasi ng  in  S NR  pe r   receive d  a nten nas  t he  a ver a ge  v al ue  of  PAP R i s d ec reasin g.     Scenari o - a             Figure  2 .   S NR  vs  S ER (R As= 32 and  TAs= 16)         Figure  3 .   S NR  vs  S ER (R As= 32 and  TAs= 32)         Figure  4 .   S NR  vs  BER   (RAs= 32 and  TAs= 16)     Figure  5 .   S NR  vs  BER   (RAs= 32 and  TAs= 32)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 ,  Dece m ber  2 01 8   :   1 0 71   –   1 0 80   1078         Figure  6 .  S NR  vs  P AP R  ( R As =32 an d TAs= 16)     Figure  7 .   S NR  vs  P AP R  ( R As =32 an d TAs= 32)         Scenar i o - b             Figure  8 .   S NR  vs  S ER   (R As= 64 and  TAs= 32)         Figure  9 .   S NR  vs  S ER (R As= 64 and  TAs= 64)             Figure  10 .   SNR  v s BER  ( R A s=64 a nd TAs =32)     Figure  11 .   SNR  v s BER  ( R A s=64 a nd TAs =64)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       PAPR Re duct ion at  Large  M ulti - User - MI M O - OF DM usin g  A daptive   Da t a …   ( N. Pr aba1 )   1079         Figure  12 .   SNR  v s  PAPR  ( R As=64  a nd T A s=32)     Figure  13 .   SNR  v s  PAPR  ( R As=64  a nd T A s=64)       T able   1 .   PAPR  v al ue  at di ff e r ent S NR ( R As =128  a nd T As =64)   SNR[dB ]   - 10   - 8   - 6   - 4   - 2   0   2   4   6   8   10   Z F [24 ]   3 .47   3 .36   3 .24   3 .11   2 .98   2 .88   2 .81   2 .77   2 .76   2 .76   2 .76   ADD   2 .11   2 .19   2 .28   2 .35   2 .41   2 .47   2 .52   2 .57   2 .63   2 .67   2 .71       5.   CONCLUS I ON   We  ha ve  pr opos e d  A dap ti ve  data  detect ion   (ADD)  al gorit hm   based   dete ct ion   te ch niqu e  for  the  la r ge   MUI - M IMO   s yst e m   by  the   use   of  ort h ogon al - fr e quency - di vision - m ulti pl exin g  (‘  ’)  with   the   pr ese nc e   of   Im pu lse   and   Ga us sia n  no ise .  This  pro posed  A DD  al go rit hm   h avin g  both  li near   a nd  non - li nea r   regulariz at io n  const raint  to  pr ov i de  sim ple  detect ion   operat ion .  Her e ,  we  consi der e d  tw o  scenari os ;  scenari o - a  and   sce nar i o - b  to  valid at e  the  pe rfor m ance  of   our  pro posed  m od el .  Wh ere  we  fix  th e  nu m ber   of   r ecei ve  anten nas  a nd   var yi ng  the  t r ansm it   antenn as  us in g  16Q AM  m od ulati on  te ch nique  a nd   1000 0  Mo nte - Ca rl o  tria ls  has  been  ta ken   at   diff e ren t  sig nal - to - no ise - rati o  (SNR).  Our  res ul ts  sh ow s  that  ADD  is  su it able  f or   pr act ic al   OFD M  based  la rg e   MUI - MIM O  syst e m   to  su pp or t  se ver al   us e rs  com m un ic at ing   with  hundr eds  of   base  sta ti ons   by   achievi ng  be tt er  data  t ran s act ion   rate  a nd  P AP R   re duc ti on   with  pres ence  of  Im pu l se  an d  Gau s sia n  noise .  I n  c onside rin g  128  R As  12 8  a nd  64  TAs ,   we  got  1.8 %  reducti on  in   P AP R  at   10dB  SN R.    In   f ut ur e  work,  the  A DD   m od el   ca n  be  i m ple m ent  in  VLSI  f or   f ast er  co nv e r gen ce   and   ca n  ena bl e  high   transm issi on  at sam e PA PR.       REFERE NCE S    [1]   F.  Rusek,   D.  Per ss on,   B.   K.  La u ,   E.   G.  La rss on,   O.  Edfor s,  F.  Tu fve ss on,   and  T .   L.   Marz etta ,   “ Scal ing  up  MIM O:  opportuni ties a n d  challe ng es  wit h  ver y   la rg e array s, ”  a rXiv:1201.3210v1,  Jan .   20 12.   [2]   S.  K.  Moham me d  and  E.   G .   L arsson,  “ Per - antenna   consta nt  e nvel ope  pr ec od i ng  for  la rg e  m ult i - user  MIM O   s y st ems , ” arXiv:1111.3752v1, Ja n.   2012 .   [3]   Hala   M.   Abd  Elkade r,  Gam al   M .   Abdel - Ham id ,   Adl y   Ta g  El - Di en,   As m aa   A.   Nass if,   “ Com bine d  Bea m form ing   with  Orthogona l  Space   T ime  Bloc k  Code  for   MIM O - O FDM   with  Sim ple   F ee dba ck”,  Indon esia n  Journal  o f  El e ct ri ca l  Enginee ring  and  Com pute r  Scie nc e  Vol.   4,   No.   3,   Desem ber   2016,   pp.   58 0  ~  585  DO I :   10. 11591/ijeecs. v4. i3. pp580 - 585 .   [4]   X.L ia nd L. Cim in i, “ Eff e ct s  of  cl ip ping  and  filte rin g  on  the   per form anc e  of  OF DM , ”  Comm unic at ion s  Le tt ers,   I EEE ,   vol.   2 ,   no .   5 ,   pp .   131 – 133,   Ma y   1 998.     [5]   X.  Zhu,  W .   Pan,   H.  Li,  and  Y.   T ang,   “ Sim pli fied   appr oa ch  to   opt imize d  i te r at iv e  cl ippi ng   and  fil t eri ng  for   PA P R  red uction  of   OF DM   signal s,”   IE EE   Tra nsa ct ions   on  Com m unic ations,  vol .   61 ,   no .   5,   pp.   1891 – 190 1,   Ma y   2013.   [6]   S.  Um eda ,   S.  Suy ama ,   H.  Suzuki ,   and  K.  Fuk awa ,   “ PA PR   red uct i on  m et hod  for  bl ock  dia gon al i zat ion  in  m ult iuser   MIM O - O FD M   s y stems , ”  in  Veh ic ul ar  Te chno lo g y   Confer enc e  ( VTC  2010 - Spring),   2010  IEE E   71st,   Ma y   2010,   pp.   1 – 5.   [7]   Kalve in  R ant e lo bo,   Hendro  La m i,   W ira wan ,   “ Video  Tra nsm iss ion  using  Com bine d  Scalabilit y   Vi deo  Coding  over   MIM O - O FD M  S y stems ”,   Indo nesia n  Journa l  of  El e ct r ic a l  En gine er ing  and   Com pute r  Sc ie n ce   Vol .   4,   No.  2,   Novem ber   2016,   pp.   390  ~ 396   D OI:  10. 11591/ ij e ec s.v4.i2. pp390 - 396.   [8]   S.  H.  Han  and  J.  H.  Le e ,   “ An   over vie w  of  pea k - to - ave r age   power  rat io  red uct ion  t ec hniqu es  for  m ult ic arr ier   tra nsm ission,”   W ire le ss   Com muni cations,   IEEE ,   vol .   12 ,   no .   2 ,   p p.   56 – 65 ,   April   2005.   [9]   J.  C.   Ch en,  “ Partial  tra nsm it   s eque nc es  for  P AP R  red uct ion   of  OF DM   sign al s  with  sto chas ti c  opt imizatio n   te chn ique s,”   IE E E  Tr ansa c ti ons o n  Consum er  Ele ct roni cs,   vo l. 56, no. 3, pp. 1229 – 1234,   Aug 2010 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   12 , N o.   3 ,  Dece m ber  2 01 8   :   1 0 71   –   1 0 80   1080   [10]   N.  Ta şpınar   an d  M.  Yıldı rım,   "A   Novel  Para llel  Artif ic i al   Bee   Colon y   Al gorit hm   and  Its   PA PR   Reduc ti on   Perform anc e  Us ing  SLM  Scheme  in  OF DM   and  MIM O - O FD M  S y stems , "  in  IE EE   Com m unic ations  Le tters,  vol .   19,   no .   10 ,   pp .   1 830 - 1833,   Oc t. 2 015.   [11]   R.   ON ei ll   and  L .   B.   Lope s,   “ Enve lope   v ari a ti ons  a nd  spec tr al   spl a tt er  i n  clipped  m ult icarri er  signals , ”  in  Proc .   IEEE   PIM RC’95,   Tor onto,   C ana d a, Se p.   1995 ,   pp .   71 – 75.   [12]   B.   S.  Krongold  and  D.  L.   Jones,  “ PA R  red uct ion  in  OF DM   via   activ e  const el l at ion  ex te nsio n, ”  IE EE   Tr ans.   Broadc ast ing, vo l.   49 ,   no .   3 ,   pp .   2 58 – 268,   Sep .   20 03.   [13]   J.  Tell ado, “P ea k  to ave r age po wer  red u ct ion   fo r  m ult icarri er  m odula ti on , ”   PhD   the sis (Sta nford   Univer sit y ,   2000 ).   [14]   S.  H.  M ¨ u l le r   a nd  J.  B.   Huber ,   “ OF D M  with  red uce d  p ea k - to - ave rag e  power  r at io  b y   op ti m um   combinat ion  of  par tial tra nsm it   s eque nc es, ”   IE E El e c. L e tt ers ,   vo l.   33 ,   no .   5 ,   pp .   3 68 – 369,   Feb .   19 97.   [15]   R.   W .   B ¨ a um l ,   R .   F.  Fis ch er,   and  J.  B.   Huber ,   “ Re duci ng  th e  p ea k - toa ver age   pow er   rat io   of  m ult i ca r rie r  m odulation   b y   select ed   m ap ping, ”   IE E  E lec.  Le tters,   vol. 32,  no.   22 ,   pp .   2056 – 2057 ,   Oct .   199 6.   [16]   S.  H.  Han  and  J.  H.  Le e ,   “ An   over vie w  of  pea k - to - ave r age   power  rat io  red uct ion  t ec hniqu es  for  m ult ic arr ier   tra nsm ission,”   I EE E   W ire l ess Com m un. ,   vol. 12 ,   no .   2 ,   pp .   56 – 6 5,   Apr.   2005.   [17]   T.   Jiang  and  Y.  W u,   “ An   over vie w:  Peak - to - av e rag e  power  rat i o   red uct ion  t ec hn ique s  for  OF D M  signal s,”   IEEE   Tra ns.  Bro adcast ing,   vo l. 54, no.  2,   pp .   257 – 268 ,   Jun.  2008.   [18]   Dinesh  N.  Bhan ge,   Chand rashe k har   G.  Deth e,   “ Perform anc e  of  Pilot - Aided  3D - OF DM   Channe l  Esti m at ion  usin g  Diffe ren t  Ant en na  Configura t ion s”,   Indone sia n  J ourna l  of  Elec trica l  Eng ineeri ng  and  Com pute r  Scie n ce   Vol.   8 ,   No.  1,   Octob er  2017 ,   pp.   77  ~ 84   DO I:  10. 11591 /i j eec s.v8. i1. pp77 - 84.   [19]   H.  Ti wari ,   R.   Roshan  and  R.   K.  Singh,  "P APR  red uction  in  MIM O - O FD M  using  combined   m et hodolog y   o f   sele c te d  m appi n g  (SLM)  an d  par ti al   tra nsm it   seque nce   (PTS),"  2 014  9th  Inte rna t i onal   Confer en ce  on  Industria l  an d  Inform at ion  S y s t ems   (ICIIS),  Gw al ior ,   2014 ,   pp .   1 - 5.   [20]   S.  Slim ane ,   “ Pea k - to - ave r age   po wer  rat io  r educ t i on  of  OF DM   sig nal s using  broa d band  pulse  shapi ng, ”  in  Veh ic ul a r  Tec hno log y   Con fer ence, 2002. Proce ed ings.  VT C  2002 - Fall.  200 2  IEEE  56 th, vol.  2 ,   2002 ,   pp .   88 9 – 893  vol. 2 .     [21]   R.   Rei ne  and  Z.  Za ng,   “ Anal y s i s  and  compari son  of  a  set  of  ISI  fre e  wave form s  for  PA P R  red uct ion  in  OF DM  s y stems , ” in TE NCO N 2011  -   2 011  IEEE  R egi o n  10  Confer ence ,   Nov 2011 ,   pp .   246 – 250.     [22]   “ A  quadr at ic  pr ogra m m ing  appr oac h  in   pulse  shaping  filte r   d esign  to  r educ in g  PA PR   in  OFDM  sy st ems , ”  i n  Com m unic at ions ( AP CC),   2013  19th  As ia - Pac ific  Confer ence  on ,   Aug 2013, pp. 5 72 – 576.     [23]   M. - J.  Hao  and   C. - H.  Lai,   “ Puls e  sh api ng  b ase d  PA PR   red uct ion  for  OF DM   signal s  wi th  m ini m um   er ror  proba bil i t y , ”  in   Inte lligen t  Signa l  Proce ss ing  an d  Com m unic at i ons  S y stems ,   2 008.   ISP ACS   2008.   Int ern a ti on al   S y m posium   on,   Feb  2009,   pp.   1 – 4.   A.   Am inj ava her i ,   A .   Farha ng ,   A.  Re za z ade hr e y hani,  L.   E .   Do y le   and   B.   Farha ng - Bor ouje n y ,   "O FD M  W it hout  CP   in  Mass ive   MIM O,"  in  I EE E   Tr ansa ct ions o n   W ire l e ss   Comm unic at i ons,  vol. 16, no.  11,   pp .   7619 - 76 33,   Nov.   2017.   [24]   G.  Maha la kshm i  and  V.  M.  Bhaskar an,   "M an agi ng  m obil ity   in  wire le ss   ce l l ula r  net works :  A  profil e  base d  appr oac h , "  2014   Inte rn at ion al   C onfe ren c e  on   E le c troni cs  and  Com m unic at ion  S y stems   (ICE CS ),   Coim bat or e ,   2014,   pp .   1 - 5.   [25]   Z.   A.  Sim ,   R .   R ei ne ,   Z .   Z ang  an d  L.   Gopa l,   "P AP R  and  BER  red uct ion  in  MU - MIM O - OFDM  sy stems   via   a  se t  of   wave form s,"  2017  IEE E  In te rn at ion al   Confer e nce   on  Signa l  and  Im age   Proce ss ing  Applica ti ons  (ICSIP A),  Kuching,   2017 ,   pp.   55 - 60 .   [26]   S.  Isam   and  I.   D arwa ze h ,   "S imple  DS P - IDF T  te c hnique s  for  gen e rat ing  spe ct r al l y   eff icient  FD M  signal s,"  2010  7th   Inte rna ti ona l  S ym posium   on  Com m unic at ion  S ystems ,   Networks  &  Digi ta l   Sig nal   Proc essing  ( CS NDSP  2010),   Newca stle upon T y n e, 2010, pp.  20 - 24.   [27]   3rd  Gene r at ion   Partne rship  Proj ec t ;  T ec hn ic a l  Speci fi ca t ion  Gr oup  Radi o   Acc ess  Network;   E volve d  Univ ersa l  Te rre str ia l   Radio  Acc ess  (E - UT RA);  Ph y sic al   L a y er  Proce du res   (Rel e ase   10),  3 GP P  Organi za tional  Partn ers  T S   36. 213  ver sion   1 0. 10. 0 ,   Jul.   2013 .   [28]   L.   Hen ti l ¨ a ,   P.  K y ¨ os ti,  M.  K ¨ a ske,   M.  Na ran d zi c ,   and   M.  Al atos sava ,   “ Matlab   imp le m ent a ti on   of  the  W INN ER  phase   II   cha nn el  m odel   ver   1. 1 , ”   Dec .   2007.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.