I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1 ,   p p .   1495 ~ 1 5 0 4   I SS N:  2 5 02 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ee cs.v 2 2 .i 3 . pp 1 4 9 5 - 1 5 0 4          1495       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   Interna l pilot  inse rtion for  po la r codes       Wa lled K .   Abdu lw a ha b ,   Ab du l k a re e m   A.   K a dh i m   Co ll e g e   o f   In f o r m a ti o n   En g i n e e rin g ,   A l - Na h ra in   Un iv e rsity ,   Ba g h d a d ,   Ira q       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   2 9 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   Ma y   3 0 ,   2 0 2 1   A cc ep ted   J u n   1 3 ,   2 0 2 1       Tw o   in tern a l   p i lo t   in se rti o n   m e th o d s  a re   p r o p o se d   f o r  p o lar  c o d e s  to   im p ro v e   th e ir  e rro r  c o rre c ti o n   p e rf o rm a n c e .   T h e   p re se n ted   m e th o d s  a re   b a se d   o n   a   stu d y   o f   th e   w e ig h t  d istri b u ti o n   o f   th e   g iv e n   p o lar  c o d e .   T h e   i n se rti o n   o f   p il o t   b it s p ro v id e d   a   n e w   w a y   to   c o n tr o l  t h e   c o d in g   ra te o f   th e   m o d if ied   p o lar  c o d e   o n   th e   b a sis   o f   th e   Ha m m in g   w e ig h t  p ro p e rti e s  w it h o u t  sa c rif icin g   th e   c o d e   c o n stru c ti o n   a n d   t h e   re late d   c h a n n e l  c o n d i ti o n .   Ra te  c o n tr o l   is  h ig h ly   d e m a n d e d   b y   5 G   c h a n n e l  c o d in g   sc h e m e s.  Tw o   sh o rt - len g th   p o lar  c o d e s   w e r e   c o n sid e re d   in   t h e   w o rk   w it h   s u c c e ss iv e   c a n c e ll a ti o n   li st   d e c o d i n g .   T h e   re su lt s  sh o w e d   th a t   a d v a n tag e s  in   t h e   ra n g e   o f   0 . 1   t o   0 . 7 5   d B   w e re   o b tai n e d   in   t h e   re lativ e   t o lera n c e   o f   t h e   m o d if ied   c o d e d   sig n a l   to   t h e   a d d it iv e   w h it e   G a u ss ian   n o ise   a n d   f a d in g   c h a n n e ls  a t  a   b it   e rr o r  ra te  o f   1 0 −4 .   T h e   sim u latio n   re su lt s a lso   re v e a led   th a t  th e   p e rfo rm a n c e   i m p ro v e m e n ts  w e re   p o ss ib le w it h   a   c a re f u l  in se rti o n   o f   th e   p il o t s.  T h e   m o d if ied   p o lar  c o d e   w it h   p il o t  i n se rti o n   p ro v id e d   p e rf o rm a n c e   i m p ro v e m e n t  a n d   o f f e re d   th e   c o n tro l  o f   th e   c o d in g   ra te w it h o u t  a n y   a d d e d   c o m p lex it y   a t  b o t h   th e   e n c o d e r  a n d   t h e   d e c o d e r.   K ey w o r d s :   5G   C o d e  r ate  co n tr o l   P ilo t in s er tio n   P o lar   c o d e   Su cc es s i v e  ca n ce lla tio n   li s t   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   W alled   K.   A b d u l w a h ab     Dep ar t m en t o f   I n f o r m atio n   an d   C o m m u n icatio n s   E n g i n ee r in g ,  C o lle g e  o f   I n f o r m atio n   E n g in ee r in g   Al - Na h r ai n   Un i v er s i t y   B ag h d ad ,   I r aq   E m ail:  w al led . k h al id @ co ie - n a h r ain . ed u . iq       1.   I NT RO D UCT I O N     P o lar   co d e,   in tr o d u ce d   b y   A r i k an   i n   [ 1 ] ,   is   a  lin ea r   b lo ck   c o d e  th at  r ea lis es  th e  s y m m etr i c  ca p ac ity   o f   a  b in ar y   m e m o r y le s s   c h an n el  b y   e x p lo itin g   ch a n n el  p o lar is atio n .   P o lar   co d es  s p lit  N  in d ep en d en t  ch an n el s   in to   K  r eliab le   b it - c h a n n el s ,   w h ic h   ar e  u s ed   to   s e n d   t h e  i n f o r m atio n   b its   a n d   t h e   ( N− K)   u n r eliab le    b it - ch a n n els  to   ca r r y   t h e  f r o ze n   k n o w n   b it s .   T h e  p r o m is in g   b it  er r o r   r ate  ( B E R )   p er f o r m an ce   an d     lo w - co m p le x it y   r ec u r s i v e  s tr u ctu r e  d ec o d in g   ar e  th e  u s e f u l  f ea tu r e s   th a t  let  p o lar   co d es  b e  ch o s e n   as  t h e   ca n d id ate  ch a n n el  co d es  f o r   5 G  s y s te m s   [ 2 ] ,  [ 3 ] .   Su cc ess i v e   ca n ce llat io n   ( S C )   d ec o d in g   al g o r ith m   i s   u s ed   f o r   p o lar   co d es.  B ec au s e  o f   th e  m ed io cr e  p er f o r m an ce   o f   S C   d ec o d in g   at  s h o r t  an d   m o d er a te  b lo ck   len g t h s ,   S C   w it h   lis t  ( SC L )   d ec o d in g   w a s   p r o p o s ed   as  a  p o lar   c o d e   d ec o d er   [ 4 ] .   A d d itio n al  i m p r o v e m e n t  o f   t h e  SC L   p er f o r m a n ce   is   ac h ie v ed   w h e n   u s in g   t h e  c y clic  r ed u n d an t  c h ec k   ( C R C )   co d e  to   s elec t  th e  co r r ec t  c o d ew o r d s   at  th e  e n d   o f   th e  d ec o d in g   p r o ce s s .   Su c h   p er f o r m a n ce   i m p r o v e m en t  i n   d ec o d in g   r esu lt s   i n   i n cr ea s ed   co m p le x it y   a n d   laten c y   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   P o lar   co d es  w it h   SC L   d ec o d in g   ar e  ap p r o v ed   b y   th e  3 rd   g en er atio n   p ar tn er s h ip   p r o j ec t   ( 3 GPP )   to   en co d e  th e  co n tr o l  in f o r m a ti o n   f o r   th e  en h an ce d   m o b ile  b r o ad b an d   ( eM B B )   u s e  ca s e.   P o lar   co d es a r e  also   ca n d id ate  f o r       u s e  w it h   o th er   5 G  u s e  ca s es [ 5 ] .     T h e  co n s tr u ct io n   o f   p o lar   co d es i n clu d es   t h e  p r o ce s s   o f   f i n d in g   t h e  b est   K  b it - ch a n n els   o u t   o f   N   to tal   b it - ch a n n els  o n   t h e  b asis   o f   a  d esig n   s i g n al - to - n o is e  p o wer   r atio   g iv e n   b y   R . E b /N o ,   wh er e  R =K / N  is   t h e   co d in g   r ate,   E b   is   t h e  a v er ag e  en er g y   p er   b it,  an d   N o   is   t h e  s in g le - s id ed   p o w er   s p ec tr al  d en s it y   o f   th e  ad d iti v e   w h ite  Gau s s ia n   n o is e  ( A W GN)   [ 6 ] .   T h e  r eliab ilit y   o r d er   f o r   th e  b it - c h an n el s   o f   th e  p o lar   co d es  i s     n o n - u n i v er s al  b ec au s e  it  d ep en d s   o n   th e  co d e w o r d   len g th   a n d   th e  ch an n el  co n d itio n .   T h is   lead s   to   p r ac tical   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1   :   1 4 9 5   -   1 5 0 4   1496   p r o b lem s   i n   co n s tr u cti n g   p o lar   co d es,  p a r ticu lar l y   w h en   f lex i b ilit y   in   t h e  co d in g   r ate  is   r eq u ir ed   [ 7 ] .   Dif f er en t   w o r k s   h av e  atte m p ted   to   ac h iev e  p o lar   co d e   r ate   f lex ib ilit y ,   an d   a m o n g   th e m ,   th e  co n s tr u ct io n   o f   a    r ate - co m p atib le  p o lar   co d e  w a s   p r o p o s ed   in   [ 8 ] .   A   f lex ib le ,   h ig h l y   p ar allel,   an d   lo w - co m p lex i t y   s y s te m atic   alg o r ith m   f o r   p o lar   en co d in g   w a s   in tr o d u ce d   in   [ 9 ] .   Dif f er en t  s t u d ies  o n   th e  r eliab ilit y   o r d er   o f   b it - ch a n n e ls   b ased   o n   th e  p o lar is atio n   e f f ec t  h av e  b ee n   r ep o r ted   [ 1 0 ] - [ 1 2 ] .   T h es e  s tu d ies  i n tr o d u ce d   o p p o r tu n ities   to   p r o d u ce   u n iv er s al  r eliab ilit y   s eq u en ce s   ir r esp ec ti v e  o f   th e  ch a n n el  co n d itio n .   A   u n iv er s al  an d   u n iq u e   s eq u en ce   f o r   b it - ch a n n el  r eli ab ilit y   w as  p r o p o s ed   f o r   co d in g   le n g t h s   s m aller   t h an   o r   eq u al  to   1 0 2 4 .   T h is   s eq u en ce   is   co n s id er ed   to   b e  a  b ase  to   f in d   th e  r eliab ilit y   o r d er   f o r   th e  b it - ch an n el s   an d   to   s p ec if y   th e  f r o ze n   b its   in   co n s tr u ct in g   p o lar   c o d e s   f o r   5 G   s y s te m s   [ 7 ] .   I n   ad d itio n ,   o th er   w o r k s   w er e  co n ce r n ed   w it h   in cr ea s in g   th e  m i n i m u m   d i s tan ce   o f   th e  p o lar   co d es  eith e r   b y   u s i n g   o th er   s u p p er   co d e,   as  in   [ 1 3 ] ,   o r   b y   u s in g   m u lti k er n al  p o lar   co d es,  as in   [ 1 4 ] .   P ilo t  s ig n al s   ar e  u s u all y   u s ed   in   w ir eless   tr a n s m is s io n   s y s tem s   to   esti m ate  th e  i m p u l s e  r esp o n s e  o f   th e  tr an s m i s s io n   ch a n n el.   T h e  n u m b er   an d   t h e  lo ca tio n s   o f   t h e  p il o ts   h av e  a  s i g n if ican t  e f f ec t  o n   th e  w ir ele s s   s y s te m   p er f o r m an ce   [ 1 5 ] ,  [ 1 6 ] .   C o m b i n i n g   p ilo t  s y m b o l s   w it h   c h an n el  co d in g   h a s   attr a cted   th e  atten t io n   o f   s ev er al  r esear ch er s .   T h e  p ilo t  s y m b o ls   ca n   b e  in s er ted   w i th i n   th e  en co d ed   b its   af ter   th e  en co d in g   p r o ce s s   i n   an   ar r an g e m e n t  k n o w n   as  ‘ e x ter n al  p ilo t  in s er tio n ’   [ 1 7 ] .   T h is   ap p r o ac h   h as  b ee n   u til is e d   in   m a n y   w o r k s   to   i m p r o v e  th e  s y s te m   p er f o r m a n ce .   L o w - d e n s it y   p ar it y   c h ec k   ( L DP C )   co d es  w er e  co m b i n ed   w it h   p ilo t s y m b o l s   in   [ 1 8 ] ,  [ 1 9 ]   to   r e d u ce   b o th   t h e  e x p er ien c ed   er r o r   f lo o r   an d   th e  e f f ec t  o f   er r o r   p r o p ag atio n .   I n   ad d itio n ,   t h e   p r o b lem s   o f   p h a s e  o f f s et,   f r eq u en c y   o f f s et,   a n d   b u r s t  er r o r   i n   co h er e n t  r ec ep tio n   f o r   w ir el ess   co m m u n icatio n   s y s te m s   w er e  s o lv ed .   I n   [ 2 0 ] ,  [ 2 1 ] ,   p ilo t  s y m b o ls   w er e  co m b in ed   w it h   t h e  tu r b o   co d e  to   r ed u ce   th e  p r o b lem   o f   er r o r   p r o p ag atio n   an d   e n h an ce   t h e  s p ec tr al  ef f icie n c y   f o r   m u ltip le - i n p u t  m u ltip le - o u tp u t  s y s te m s   a n d   m u ltip le  ac ce s s   s p ar s e  co d e  s y s te m s .   A   p ilo t - a s s i s ted   tr an s m is s io n   s c h e m e  u s in g   p o lar   co d es  w as  p r esen ted     in   [ 2 2 ] - [ 2 4 ]   to   i m p r o v e  th e  s y s te m   p er f o r m an ce   a n d   to   r ed u ce   th e  o v er h ea d   i n   ch a n n el  e s t i m atio n .     T h e  p ilo t  s y m b o ls   ( b its   in   t h is   ca s e)   ca n   b e  i n s er ted   a m o n g   th e   d ata  b its   p r io r   to   th e   en co d in g   p r o ce s s .   T h is   ap p r o ac h   is   ca ll ed   ‘ in ter n al  p ilo t  i n s er tio n ’   a n d   w as   u t ilis ed   i n   t h e  p r ese n t  wo r k .   A   m et h o d   w as   s u g g e s ted   i n   [ 2 5 ]   f o r   co m b i n in g   i n ter n al  p ilo t  i n s er tio n   w ith   th e  tu r b o   co d e.   T h e  r esu lt s   s h o w ed   an   i m p r o v e m en t  i n   t h e  B E R   p er f o r m a n ce ,   an d   t h u s ,   a  w id e  r an g e  o f   co d in g   r ate s   co u ld   b e  p r o v id ed .   I n   th e   p r esen t  w o r k ,   in ter n al  p ilo t  i n s er tio n   m et h o d s   w er e  u s ed   w it h   p o lar   co d es  to   en h a n ce   th e  co d e  d is tan ce   p r o p er ties   an d   th er eb y   i m p r o v e  th e  B E R   p er f o r m an ce   o f   t h e   co d e.   T h ese  in s er tio n   m eth o d s   in tr o d u ce d   a  n e w  m ec h a n i s m   f o r   d ata  r ate  co n tr o l  o n   th e  b asis   o f   t h e  d is tan ce   p r o p e r ties   o f   th e  co d e.   T h e  p r o p o s ed   m et h o d s   av o id   co d e  r ec o n s tr u ctio n   a n d   p r o v id e  a  u n i v er s al  r ate   co n tr o l  m ec h an i s m   f o r   t h e   g i v en   p o lar   co d e  in d ep en d en t  o f   t h e  ch a n n el  c o n d itio n .   T h e  r em ai n d er   o f   th is   p ap er   is   o r g an is ed   as  f o ll o w s :   T h e  p r o p o s ed   m et h o d s   f o r   i n s er ti n g   p ilo t b its   ar e  d escr ib ed   in   s ec tio n   2 .   T h e  s y s te m   m o d el  is   p r ese n ted   i n   s ec tio n   3 .   R e s u l t s   an d   th e  f ea t u r es  o f   t h e  p r o p o s ed   m e th o d s   ar e  g i v e n   i n   s ec tio n   4 .   Fin al l y ,   t h e  co n cl u d in g   r e m ar k s   o f   t h e  p ap er   ar e  p r esen ted   in   se ctio n   5.       2.   P I L O T   I NS E R T I O N  M E T H O DS   T w o   m eth o d s   f o r   p ilo t  in s er t io n   ar e  in tr o d u ce d   h er e.   T h e   p ilo ts   ar e  in s er ted   b ef o r e  t h e  en co d in g   p r o ce s s .   T h e  lo ca tio n s   o f   th e  p ilo t  b its   ar e   d eter m in ed   b y   th ese  m et h o d s ,   an d   th en ,   th e  p ilo t  d ata  b it  ( b in ar y   ‘ 1 ’ )   i s   i n s er ted .   T h is   ca n   b e  co n s id er ed   to   b e  a  t y p e  o f   p r e - e n co d in g   p r o ce s s .   T h e  i n ten tio n   h er e  is   to   i m p r o v e   th e  er r o r   p er f o r m an ce   f o r   a  g i v en   p o lar   co d e  b y   c h a n g in g   t h e  d is tan ce   p r o p er ties   o f   t h e  co d e.   T h is   is   ac h ie v ed   b y   eit h er   r e m o v in g   t h e  co d e wo r d s   th at  h av e  th e  least  Ha m m i n g   w ei g h t s   o r   r ed u cin g   th e i r   m u ltip licit y   o r d er .   T h e  tw o   m et h o d s ,   n a m ed   Me t h o d - 1   an d   Me th o d - 2 ,   s h ar e  th e  co m m o n   p r eli m i n ar y   s tep s ,   w h ic h   ar e  d escr ib e d   h er e  f ir s t.   C o n s id er   a  p o lar   co d e   PC   ( N ,   K)   h av in g   a  co d e  len g t h   o f   N   b its   an d   a  d ata  b lo ck   s ize  o f   K   b its .   I n itiall y ,   all  2 K   p o s s i b le  in p u t  d ata  s eq u en ce s   { X i }  ar e  g en er ated ,   an d   th eir   co r r esp o n d in g   co d e w o r d s   { C i }  ar e  d eter m in ed   to g et h er   w it h   th e ir   Ha m m in g   w ei g h ts   H w   a s   f o llo w s :     H w   =  [ h min , h 1 , h 2 ,   .   .   . ,   h max ]   ( 1 )     w h er e  h min   an d   h max   ar e   th e  m i n i m u m   an d   th e  m ax i m u m   Ha m m i n g   w ei g h t  f o r   th e  co d e,   r esp ec tiv el y .   T h e   w ei g h t d is tr ib u t io n   v ec to r   A   o f   th e  co d e,   w it h   { A hi }  as its   co m p o n en ts ,   ca n   b e  ex p r es s ed   as   f o llo w s :      A =  [ A hmin , A h1 , A h2 , …, A hmax ]   ( 2 )     w h er e   A hi   r ep r esen t s   t h e  n u m b er   o f   co d e w o r d s   h av i n g   Ha m m i n g   w ei g h t   h i .   T h e  f ir s t   an d   t h e  las t  co m p o n e n t s   o f   A   ( A hmin   a n d   A hmax )   r ep r ese n t  t h e  n u m b er   o f   co d e w o r d s   h av i n g   t h e  m in i m u m   an d   t h e  m ax i m u m   w ei g h ts ,   r esp ec tiv el y ,   w h ile  o t h er   { A hi }  h o ld   w ei g h ts   b et w ee n   t h e  m in i m u m   an d   t h e  m a x i m u m .   T h e  co m p o n e n t s   o f   A   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       I n tern a l p ilo t in s erti o n   fo r   p o l a r   co d es   ( W a lled   K .   A b d u lw a h a b )   1497   f o r   p o lar   co d es  ar e  s y m m e tr ic  ab o u t  th e ir   ce n tr e  w e ig h t  ( h ce nt ) .   T h is   w e ig h t  al s o   h a s   t h e  la r g est  co m p o n en t  i n   A .   Mo r eo v er ,   h cent   ca n   b e  ex p r ess ed   as f o llo w s   [ 2 6 ] :     h cent   = N /  2   ( 3 )     T o   in s er t  N p   p ilo ts   w it h i n   t h e  i n p u t d ata  s eq u e n ce s   { X i },   w e  n ee d   to   d eter m i n e  N p   p ilo t p o s itio n s   { s v }  f o r   v  =  1 ,   2 ,   …,   N p   a m o n g   th e  K   b its   o f   t h e  i n p u t  d ata  s eq u e n ce   w h er e  N p   <  K .   Fo r   w eig h t  h i ,  h i   ϵ  H w   a n d   min .   ≤  i   ≤  m a x. ,   d ef in e  th e  m atr ix   B hi   w it h   d i m e n s io n alit y   A hi   ×  K ,   w h er e  A hi  ϵ  A .   T h e  m atr i x   B hi   h o ld s   th e  s u b s et  o f   in p u t  d ata  s eq u en ce s   { X i hi } ,  { X i hi }  ⊂  { X i } ,   p r o d u cin g   co d ew o r d s   { C i hi },   { C i hi }  ⊂  { C i } ,   h av i n g   a  Ha m m in g   w ei g h t  o f   h i .   Fo r   th e  s u cc e s s f u l  o p er atio n   o f   ea ch   m et h o d ,   th e  ze r o s   at  ea ch   p o s itio n   o f   th e  in p u t  d ata   s eq u en ce s ,   { X i hi } ,  ar e  d eter m i n ed   f ir s t.  T h er e  ar e  K   s u ch   p o s itio n s   p o s s ib le.   T h e  r ed u n d a n t   n u m b er   o f   z er o s   at   ea ch   p o s itio n   i s   s i m p l y   d eter m i n ed   b y   th e  n u m b er   o f   ze r o s   in   ea c h   co lu m n   o f   B hi .   T h e  r esu lti n g   n u m b er   o f   ze r o s   is   s to r ed   in   th e  K - co m p o n en t r o w   v ec to r   R.       R =  [ r 1 , r 2 , r 3 , …, r K ]    ( 4 )     T h u s ,  R   h o ld s   th e  n u m b er   o f   r ep ea ted   ze r o s   at  ea ch   d ata  b it   p o s itio n   o f   th e  in p u t  s u b s ets  { X i hi }.   Fo r   ex a m p le,   t h e  f ir s t  co m p o n e n t  r 1   is   d eter m i n ed   b y   t h e  n u m b e r   o f   ze r o s   o cc u r r in g   i n   th e  f ir s t  p o s itio n   o f   all  t h e   in p u t  s eq u e n ce s   { X i hi },   a n d   th e  s ec o n d   co m p o n e n t  r 2   i s   d et er m in ed   b y   th e  n u m b er   o f   ze r o s   o cc u r r in g   in   t h e   s ec o n d   p o s itio n .   T h e  b est  p ilo t  p o s itio n   s 1   is   th e n   d eter m in e d   b y   s elec ti n g   t h e  s u b s cr ip t  i   o f   th e  m a x i m u m   r i   f o r   th e  g i v e n   m a tr ix   B hi   as  t h e   f ir s t  p ilo t  p o s itio n .   Af ter   in s e r tin g   t h e  f ir s t  p ilo t,  a  n e w   d ata   s eq u en ce   { X i }   an d   th e  co r r esp o n d in g   co d e w o r d s   { C i }  ar e  g en er ated .   A   n e w   w e ig h t  v ec to r   H w   a n d   a  w ei g h t  d is tr ib u ted   v ec to r   A   ar e  th en   d eter m i n ed ,   an d   th e  p r o ce s s   j u s t  d escr ib ed   is   u s ed   to   d eter m i n e  th e  s e co n d   p ilo t  p o s itio n .   T h is   is   also   r ep ea ted   f o r   all  th e  r eq u ir ed   n u m b er   o f   p ilo ts   N p .      2 . 1 .       M et ho d - 1   I n   th i s   m eth o d ,   th e  m atr i x   B hi   is   co n s tr u cted   o n   t h e  b asis   o f   t h e  m i n i m u m   Ha m m i n g   w ei g h t  ( h min ) ,   i.e .   B hmin .   T h e  d im en s io n   o f   t h e  m a tr ix   B hmin  is   A hmi n   ×   K .   Fro m   th e  K - ele m e n t  v ec to r   R ,   th e  in d e x   w it h   th e   m ax i m u m   v al u e  is   co n s id er ed   th e  b est  p o s itio n   f o r   in s er ti n g   t h e  f ir s t  p ilo t  s 1 .  T h e  p ilo t  b it  v alu e  is   s et  to   b in ar y   ‘ 1 ’   at  p o s itio n   s 1   f o r   all  th e  i n p u t  s eq u e n ce s   { X i }.   I n s er ti n g   s u c h   p ilo t  v alu e s   p r o d u ce s   n e w   d ata  s eq u en ce s   { X i },   w h ich   ar e  u s e d   to   g en er ate  t h e  co r r esp o n d in g   co d e w o r d s   { C i }.   T h e  v ec to r s   H w   a n d   A   ar e  th e n   d eter m in ed   f o r   t h e  n e w   { C i }  an d   th e  co r r esp o n d in g   m a tr ix   B hi   is   co n s tr u cted   o n   t h e  b asis   o f   t h e  n e w  m i n i m u m   w ei g h t  h min .   T h e  p r o ce d u r e  is   th e n   r ep ea ted   to   d ete r m in e  t h e  s ec o n d   p ilo t p o s itio n   ( s 2 ) .   T h is   p r o ce s s   is   t h en   r ep ea ted   u n til  al l  t h e  N p   p ilo ts   ar e   in s er ted .   No te  t h at  th e   v al u e  o f   t h e  m i n i m u m   w ei g h t  m a y   i n cr ea s e  d u r in g   th i s   p r o ce d u r e.   I n   th e   ca s e  w h er e  q   ( q  >  1 )   co m p o n en t s   o f   th e   v ec to r   R   s h ar i n g   th e   m a x i m u m   v al u e   o f   r i ,   a n   a m b ig u it y   ab o u t  th e  b est  p o s itio n   f o r   th e  p ilo t  w i ll  o cc u r .   T o   s o lv e  s u c h   a  p r o b lem ,   th e  Ha m m in g   w ei g h t  ( h 1 )  is   s elec ted   to   co n s tr u ct  th e  m a tr ix   B hi   ( i.e .   B h1   in   th is   ca s e)   w ith   th e  d i m e n s io n   o f   A h1   ×  K .   C r ea te  th e  v ec to r   R ՝  w it h   q   co m p o n e n t s   to   h o ld   t h e  n u m b er   o f   r ep ea ted   ze r o s   in   th e  co lu m n s   o f   B h1  o n l y   f o r   th e  q   p o s itio n s   th a t   s h ar e  th e  s a m e  m a x i m u m   v al u e  in   t h e  v ec to r   R .   T h e  in d ex   o f   th e  co m p o n e n t  w it h   t h e  m a x i m u m   v alu e  i n   R ՝  w il l  b e  s elec ted   as  th e  p ilo t  p o s itio n .   T h is   ap p r o ac h   is   u s ed   h er e  to   m ak e  t h e  s elec tio n   p r o ce s s   m o r e  ac cu r ate  an d   to   s o lv e  th e  p r o b le m   o f   h av i n g   m o r e  t h a n   o n e  co m p o n en t   in   R   s h ar in g   t h e  s a m e  m ax i m u m   n u m b er   o f   r ep ea ted   ze r o s .     2 . 2 .     M et ho d - 2   T h is   m eth o d   f o llo w s   t h e  s a m e  s tep s   as  Me th o d - 1 ,   b u t  h er e,   th e  co n s tr u ct io n   o f   th e  m a tr ix   B h i  is   b ased   o n   th e  ce n tr e  Ha m m i n g   w ei g h t  h ce n t,  g i v en   i n   ( 3 ) ,   r a th er   th a n   o n   h m i n   as  in   Me t h o d - 1 .   T h er ef o r e,   th e   m atr i x   B h ce n t  w it h   t h e  d i m e n s io n   o f   Ah ce n t  ×   K  is   u s e d   to   d eter m i n e  th e  v ec to r   R .   T h e  in d ex   o f   th e   m ax i m u m   co m p o n e n t o f   R   i s   u s ed   as t h e  p o s itio n   s 1   to   in s er t th e  f ir s t p ilo t.  A   n e w   d ata  s e q u en ce   {Xi}   i s   t h en   cr ea ted ,   an d   th e  co r r esp o n d in g   co d e w o r d s   { C i},   t h eir   Ha m m i n g   w ei g h t   v ec to r   H w ,   an d   w ei g h t  d is tr ib u tio n   v ec to r   A   ar e  d eter m in ed   to   b e  r ea d y   to   co n s tr u ct  n e w   B h c en t .   T h e  p o s itio n   o f   th e  s ec o n d   p ilo t  b it  is   th en   d eter m in ed ,   an d   t h e  p r o ce s s   is   co n tin u ed   in   t h is   m a n n er   u n t il   all  th e  Np   p ilo ts   ar e  in s er ted .   W h en   t w o   o r   m o r e  co m p o n en ts   o f   R   s h ar e  th e  m a x i m u m   v alu e,   Me th o d - 2   co n s id er s   th e  m i n i m u m   w ei g h t  co m p o n e n t  h m in   o f   th e  v ec to r   H w   i n s tead   o f   h ce n t  to   co n s tr u ct  t h e  m atr ix   B h i   ( B h m in   i n   t h is   ca s e) .   T h e  v ec to r   R ՝   is   co n s tr u cted   as  d escr ib ed   in   Me t h o d - 1 .   T h er ef o r e,   th e  i n d ex   o f   t h e  co m p o n e n t   w it h   t h e  m ax i m u m   v al u e  in   R ՝  is   s e lect ed   as th e  p ilo t p o s itio n .   T h e  in ter n al  p ilo t in s er tio n   p r o ce d u r e  f o r   th e  p o lar   co d e   w it h   t h e  t w o   co n s id er ed   m et h o d s   is   clar if ied   b y   A l g o r ith m - 1.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1   :   1 4 9 5   -   1 5 0 4   1498   3.   SYST E M   M O DE L   A  f ad in g   ch a n n e l  m o d el  b ased   o n   5 G  p ar am ter s   is   us ed   in   th is   w o r k   to   ev al u ate   th e  B E R   p er f o r m a n ce   o f   t h e  p r o p o s ed   e n co d er .   T h e  m ai n   f ea t u r es o f   t h e   s y s te m   m o d el  ar e:   t h e  u s e  o f   m illi m eter   W av e   ( m m W a v e)   b an d ,   o r th o g o n al  f r eq u en c y   d i v is io n   m u ltip le x i n g   ( OFDM) ,   q u ad r atic  p h ase  s h i f t  k e y i n g   ( QP SK)   m o d u latio n ,   an d   m u l ti - in p u t   m u lti - o u tp u t  ( MI MO )   [ 2 7 ] - [ 2 9 ] .   T h e  ch an n el  m o d el  co n s id er ed   h er e  w a s   ap p r o v ed   b y   3 GP P   an d   d ef in e d   o v er   r an g e  o f   f r eq u en cie s   f r o m   0 . 5   GHz   to   1 0 0   GHz   f o r   m ax i m u m   b an d w id t h   o f   2   GHz   [ 2 7 ] .   Mo d el  D  ( in d o o r   o f f ice  w i th   s h o r t - d ela y   p r o f ile)   is   co n s id er ed   u s i n g   tap p ed   d ela y   li n e  c h an n el   m o d el.   T h e   s y s te m   r ela ted   p ar am eter s   u s ed   in   th e  s i m u latio n   ar e  th o s e  p r esen ted   in     T ab les  1   an d   2 .   T h e  j u s tif ica tio n   o f   t h e  u s ed   p ar a m eter s   v alu es   an d   d etail s   o f   t h eir   s et t in g s   ca n   b e  f o u n d     else w h er e  [ 2 7 ] - [ 2 9 ] .     A l g o r ith m - 1 :   P ilo t in s er tio n   al g o r ith m   f o r   p o lar   co d es   1   Specify N, K, and N p ;                                                  //  N p : number of  inserting  pilots   2   s v   = { };                                                                        //   s v   : a set holds indexes   for pilot positions   3   Generate {X i }, {C i },  H w   and A;   4   Select pilot insertion method (M);   5   For   i= 1 to N p   6        If   M =” Method - 1”    then                      7            h i =h min , where h min   ϵ  H w   ;                        8        Else    9            h i =h cent , where h cent   ϵ  H w   ;    10        End   If   11        B hi     Call Constructing_matrix_B ({X i }, {C i }, hi) // B hi : matrix hold data set  X i hi            12        R    Call  Constructing_vector_R (B hi , K)               // R : a vector hold zeros  multiplicity at  B hi  columns    13        i max     Max ( R )                                                             //    i max   : an index of maximum element  in R                     14        If   R ho ld single maximum element    then                 15            s i  =  i max     16        Else   17            s u  = { }                                                                       //  s u   : a set holds indexes share max. value in R   18            s u    indexes   of maximum elements in vector R     19            If   M=” Method - 1”     then                     20               h k = h 1   ,  where h 1   ϵ  H w                   //  h k   : a Hamming weight used if R hold  multiple maximum element   21            Else   22                h k   = h min , where h min   ϵ  H w   23            End if   24            s i Call    Finding_Best_Position  (h k , {X i }, {C i }, K, s u )               25        End if   26        s v    s i   27           ∀   p ≤ K, p ϵ s v , set {X i } at p  to 1                                // p: an  index  for data block   28         generate {C i },  H w , and A    29     End for   30     Return s v     Su b r o u ti n e - 1 : Co n s tr u cti n g   m atr ix   B     1   Constructing_matrix_B ({X i },{C i },h i )   2   ∀   c  ∈   {C i } and weight(c)= h i ,   then c  ϵ  C i hi                    //  C i hi   : a set of codewords  with Hamming weight h i   3   ∀   x  ∈   {X i }  and encode(x) → c where c  ϵ  C i hi ,  then x  ϵ  X i hi          //  X i hi  : a data set  that produce  C i hi   4   B hi     {X i hi }   5   Return  B hi       Su b r o u ti n e - 2 :    C o n s tr u cti n g   v ec to r   R   1     Constructing_vector_R (B hi , K)   2       For   i = 1 to K   3        R(i)     zeros count at B hi  (:,i)   / /   C o u nt s   t h e   n um b e r   of   z e ro s   a t  e a c h   c o l um n   o f    B hi   4       End for   5      Return R           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       I n tern a l p ilo t in s erti o n   fo r   p o l a r   co d es   ( W a lled   K .   A b d u lw a h a b )   1499   Su b r o u ti n e - 3 : Fin d i n g   B est P o s itio n     1      Finding_Best_Position (h k ,{X i },{C i }, K, s u )   2      B hk    Call  Constructing_matrix_B ({X i }, {C i },  h k )              // B hk : a matrix holds  the data set  X i hk   3      R ’      Call Constructing_vector_R ’   ( B hk , K, s u )         //    R ’ : a vector holds zeros  multiplicity at  B hk   columns   4           k max     Max ( R ’ )                        //    k max  : an index for the maximum element  in  R ’   5    Return    k max     Su b r o u ti n e - 4 : Co n s tr u ctio n   v e cto r   R ’   1   Constructing_vector_ R ’  (   B hk , K, s u )   2   For   i = 1 to K    3        If    i  ∈   s u      then   4        R ’ (i)    count  zeros at    B hk (:,i)   5        End if   6   End   for   7   Return R ’       T a b l e   1 .   S i m u l a t i o n   p a r a m e t e r s   o f   5 G   t r a n s m i s s i o n   s y s t e m   T h e   P a r a me t e r   V a l u e   o r   Ty p e   C a r r i e r   F r e q u e n c y   2 8   G H z   B a n d w i d t h   4 0 0   M H z   M o d u l a t i o n   Q P S K   N o .   o f   S u b c a r r i e r s i n   O F D M   4 0 9 6   L e n g t h   o f   C y c l i c   P r e f i x   2 8 8   S u b - C a r r i e r   S p a c i n g   1 2 0   k H z   O F D M   F r a me   D u r a t i o n   8 . 3 3   μs   M I M O   Ty p e   4 x 4   ( S T B C )       T a b l e   2 .   S i m u l a t i o n   p a r a m e t e r s   o f   f a d i n g   c h a n n e l   m o d e l   T h e   P a r a me t e r   V a l u e   N o .   o f   mu l t i p a t h s   3   P a t h   G a i n s   [  - 0 . 2           - 1 8 . 8           - 2 1 ]   d B   N o r mal i z e d   P a t h   D e l a y   [   0                 0 . 0 3 5                 0 . 6 1 2 ]   D e l a y   S p r e a d   1 6   n s   K - F a c t o r   1 3 . 3   d B   V e l o c i t y   3   k m/ H r   M a x .   D o p p l e r   S h i f t   7 7 . 7 8 4     Hz       4.   SI M UL AT I O N  T E ST S   AN D  DIS CU SS I O N   P o lar   co d es  w ith   s h o r t  len g t h s   an d   lo w   co d in g   r ate s   w er e  co n s id er ed   th e   b est  c h o ice  f o r   5 G  s y s te m   a m o n g   all  t h e  co d in g   s ch e m es   [ 2 ] .   T h e  co m p lex it y   o f   t h e  p r o p o s ed   m et h o d s   is   m a in l y   b as ed   o n   th e  v al u e  o f   K;  th er ef o r e,   r elativ el y   s m all  v alu e s   o f   N  an d   K  w er e   u s ed   in   th e  s i m u lat io n   test s .   I n   f ac t ,   t w o   s h o r t  le n g t h s   p o lar   co d es  w er e  co n s id er ed   in   t h e  test s :  t h e  f ir s t  w a s   w it h   N= 3 2   an d   K= 1 2   ( i.e .   P C ( 3 2 , 1 2 ) )   an d   th e  s ec o n d   o n e  w it h   N= 3 2   an d   K= 1 6   ( i.e .   P C ( 3 2 , 1 6 ) ) .   Up   to   f o u r   p ilo t s   w er e  ass u m ed   in   t h e  s i m u la t io n   t ests .     A n   S C L   d ec o d er   w as  u s ed   w it h   d if f er en t  lis t  s izes  ( L )   o f   8 ,   1 6 ,   an d   3 2 .   T h e  s i m u latio n   te s ts   w er e  c ar r ied   o u t  to   s tu d y   th e  ef f ec t  o f   p ilo t  i n s er tio n   o n   th e  d is ta n ce   p r o p er ties   an d   th e  B E R   p er f o r m an ce   o f   t h e  co n s id er ed   p o lar   co d es.  T h e  p er f o r m a n ce   o f   b o th   t h e  o r ig i n al  p o lar   co d e  ( w it h o u t  p ilo t  in s er tio n )   a n d   th e   m o d i f ied   p o lar   co d e   ( w it h   p ilo t  in s er tio n )   w a s   co m p ar ed   ac co r d in g   to   th e  co r r esp o n d in g   B E R   p er f o r m an c e  o v er   A W GN  an d   f ad in g   ch a n n els.  T h e  co m p ar is o n   w as  b ased   o n   t h e  SN R   g ain   ( in   d ec ib els)  ac h iev ed   b y   th e  m o d i f ied   p o lar   co d e  at  a  B E R   o f   1 0 −4 .   T est  r esu lt s   w it h   u n clea r   i m p r o v e m en t,  b ec au s e  o f   t h e  s elec t io n   o f   t h e  lis t  s ize  an d   th e  n u m b er   o f   p ilo t s ,   ar e  n o t p r esen ted .   I n s tead ,   r e m ar k s   o n   s u c h   ca s es a r e  g iv e n   i n   th e  f o ll o w i n g   s u b s ec tio n s .     4 . 1 .    D is t a nce  pro pert ies o f   m o d if ied po la r  co des   T h e  m a in   in te n tio n   o f   t h e  p r o p o s ed   p ilo t in s er tio n   m et h o d s   w a s   to   i m p r o v e  th e  d i s tan ce   p r o p er ties   o f   th e  g i v en   p o lar   co d e,   ai m i n g   to   ac h ie v e  b etter   B E R   p er f o r m an ce .   T h e  Ha m m i n g   w ei g h t   d is tr ib u tio n   f o r   t h e  co d e w o r d s   o f   t h e  o r ig i n al  a n d   m o d i f ied   p o lar   co d es  b y   u s i n g   Me t h o d - 1   a n d   Me th o d - 2   is   s h o w n   i n     T ab les  3   an d   4   f o r   P C ( 3 2 , 1 2 )   an d   P C ( 3 2 , 1 6 ) ,   r esp ec tiv el y .   As  t h e  p ilo t  b its   w er e  f i x ed ,   t h e  to tal  n u m b er   o f   p o s s ib le  o u tp u t  co d e w o r d s   was  r ed u ce d   f r o m   2 K  to   2 ( K  −  Np )   w i t h   t h e  m ax i m u m   n u m b er   o f   co d e w o r d s   h av i n g   t h e  ce n tr e  w ei g h t   ( h ce n t)   as  e x p ec ted .   T h e  w ei g h t  d is tr ib u tio n   a f ter   th e  p ilo t  in s er tio n   m ain tain ed   it s   s y m m etr y   ar o u n d   h ce n t.  T h e  ab o v e - m e n tio n ed   tab les  also   clar if ied   th at  th e  m i n i m u m   ( n o n - ze r o )   w eig h t   in cr ea s ed   af ter   t h e  in s er tio n   o f   th e  p ilo t  b its   f o r   b o th   th e   m eth o d s   i n   an   i n d icatio n   f o r   a  p o s s ib le  B E R   p er f o r m a n ce   i m p r o v e m e n t.  B o th   th e  tab les  s h o w ed   th at  wh en   t h e  n u m b er   o f   in s er ted   p ilo ts   in cr ea s ed ,   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1   :   1 4 9 5   -   1 5 0 4   1500   m i n i m u m   d is ta n ce   o f   t h e  co d e  also   in cr ea s ed   o r   th e  n u m b er   o f   co d e w o r d s   h av i n g   t h e  m i n i m u m   w e ig h t   d ec r ea s ed .   T h is   clar if ied   t h e  i m p r o v e m e n t  i n   t h e  B E R   p er f o r m a n ce   f o r   th e  m o d i f ied   p o lar   co d e,   as  w ill  b e   s h o w n   n e x t.       T ab le  3 .   T h e  n u m b er   o f   co d ew o r d s   w it h   g i v e n   Ha m m i n g   weig h t f o r   th e  p r o p o s ed   m et h o d s   u s in g   P C ( 3 2 , 1 2 )   N o .   o f   P i l o t s( N p )   0   1   2   3   4   H a mm i n g   W e i g h t   O r i g i n a l   C o d e   M1   M2   M1   M2   M1   M2   M1   M2   0   1   0   0   0   0   0   0   0   0   8   15   4   7   1   6   0   2   0   1   10   1 2 0   62   75   25   32   14   14   7   3   12   4 4 0   2 1 8   1 7 1   1 0 9   87   54   49   29   25   14   9 2 0   4 8 6   5 7 1   2 4 9   2 9 4   1 2 2   1 5 0   59   88   16   1 1 3 5   5 5 4   4 0 9   2 7 9   1 9 3   1 4 2   89   67   40   18   8 7 2   4 1 0   5 5 3   2 1 1   2 7 6   1 0 6   1 3 8   57   59   20   4 4 0   2 3 8   1 7 7   1 1 9   97   58   51   31   29   22   1 3 6   66   81   27   38   14   18   5   10   24   17   10   4   4   1   2   1   1   1       T ab le  4 .   T h e  n u m b er   o f   co d ew o r d s   w it h   g i v e n   Ha m m i n g   weig h t f o r   th e  p r o p o s ed   m et h o d s   u s in g   P C ( 3 2 , 1 6 )   N o .   o f   P i l o t s( N p )   0   1   2   3   4   H a mm i n g   W e i g h t   O r i g i n a l   C o d e   M1   M2   M1   M2   M1   M2   M1   M2   0   1   0   0   0   0   0   0   0   0   6   17   0   0   0   0   0   0   0   0   8   3 1 9   1 2 6   1 2 6   51   67   20   31   6   17   10   2 0 0 7   1 0 3 2   1 0 3 2   5 2 8   5 1 6   2 7 2   2 6 6   1 4 2   1 3 2   12   6 9 7 0   3 5 7 6   3 5 7 6   1 8 4 0   1 7 3 2   9 3 2   8 5 8   4 7 0   4 2 4   14   1 4 0 5 0   7 1 6 0   7 1 6 0   3 4 9 6   3 7 2 4   1 7 2 8   1 8 6 6   8 6 2   9 3 6   16   1 8 7 2 7   8 9 8 0   8 9 8 0   4 4 8 6   4 3 3 0   2 2 3 6   2 1 6 0   1 1 0 6   1 0 8 6   18   1 4 2 1 4   7 1 6 0   7 1 6 0   3 6 4 8   3 6 7 6   1 8 4 0   1 8 3 8   9 2 2   9 1 6   20   6 9 1 6   3 5 7 6   3 5 7 6   1 7 5 2   1 7 4 8   8 7 6   8 8 6   4 5 0   4 4 0   22   1 9 4 9   1 0 3 2   1 0 3 2   5 2 0   5 3 2   2 5 6   2 5 4   1 2 2   1 2 8   24   3 4 5   1 2 6   1 2 6   63   59   32   33   16   17   26   19   0   0   0   0   0   0   0   0   28   2   0   0   0   0   0   0   0   0       4 . 2 .       B E R  P er f o rm a nce  o f   m o d if ied po la r  co des   4 . 2 . 1 .   AWG N  cha nn e l   T h e  B E R   p e r f o r m a n ce   o f   P C ( 3 2 , 1 2 )   f o r   th e  o r ig in al  an d   m o d if ied   p o lar   c o d es  w i th   t h e  li s t  s izes  o f   8 ,   1 6 ,   an d   3 2   ar e  p r esen ted   in   Fi g u r es  1 ,   2 ,   an d   3 ,   r esp ec tiv el y .   T h ese  f i g u r es  s h o w   t h e   ef f ec t  o f   d i f f er e n t  p ar am eter s   an d   p ilo t  in s er tio n   m et h o d s   o n   th e  B E R   p er f o r m an ce .   A s   s h o w n   i n   Fig u r e  1 ,   Me th o d - 2   w it h   o n e  p ilo t  ( M2 ,   Np =1 )   ac h iev ed   an   SNR   g ain   o f   ap p r o x i m ate l y   0 . 5   d B .   Me th o d - 1   an d   Me th o d - 2   w it h   f o u r   p ilo ts   ( i.e .   ( M1 ,   Np =4 )   an d   ( M2 ,   Np   =  4 ) )   ac h iev ed   g ain s   less   t h an   0 . 3 5   d B .   T h e  p e r f o r m a n ce   o f   th e  d if f er en t  ca s e s   o f   P C ( 3 2 , 1 2 )   w it h   L =1 6   an d   3 2   w as  al m o s t  id en tical,   a s   s h o w n   in   Fi g u r e s   2   an d   3 ,   r esp ec tiv el y .   I n   g e n er al,   th e  g ain s   ac h ie v ed   w ith   L =1 6   an d   3 2   w er e  le s s   th a n   t h o s e  w it h   L =8 .   Fo r   ( M2 ,   Np =1 ) ,   th e  o b tain ed   g ai n   w a s   ab o u t   0 . 3 5   d B   f o r   b o th   th e  lis t   s izes  o f   1 6   an d   3 2 .   I n   ad d itio n ,   less   g ai n s   ( ≤ 0 . 2   d B )   w er e  o b tain ed   b y   b o th   th e   m et h o d s   w ith   f o u r   p ilo ts   u s i n g   L =1 6   an d   3 2 .     Fig u r es  4 ,   5 ,   an d   6   s h o w   t h e  p er f o r m a n ce   o f   P C ( 3 2 , 1 6 )   f o r   th e  lis t  s ize s   o f   8 ,   1 6 ,   an d   3 2 ,   r esp ec tiv el y ,   w it h   o n e  to   f o u r   p ilo ts .   B o th   th e  m et h o d s   p r o d u ce d   th e  s a m e  p ilo t  p o s iti o n   in   t h e  ca s e  o f   a  s in g le  p ilo t;  t h er ef o r e,   Me t h o d - 1   w i th   a  s in g le  p ilo t  w a s   co n s id er ed   to   r ep r esen t  b o th   t h e  ca s es  i n   th e  r e s u l ts .   I n   g e n er al,   th e  SN R   g a in s   ac h iev ed   b y   P C ( 3 2 , 1 6 )   w er e  h i g h er   t h an   t h o s e  ac h iev ed   b y   P C ( 3 2 , 1 2 )   w it h   t h e  s a m e   lis t   s ize.   Fo r   P C ( 3 2 , 1 6 )   w ith   t h e  li s t  s ize  o f   8 ,   t h e  g ain   ac h ie v ed   b y   ( M2 ,   Np =4 )   w a s   ap p r o x i m ate l y     0 . 7 5   d B .   Mo r eo v er ,   g ain s   i n   t h e  r an g e  o f   0 . 4   to   0 . 5   d B   w er e   p r o v id ed   b y   Me th o d - 1   w it h   1 ,   3 ,   an d   4   p ilo ts   ( i. e   ( M1 ,   Np =1 ) ,   ( M 1 ,   Np =3 ) ,   an d   ( M1 ,   Np =4 ) ) .   A s   in   P C ( 3 2 , 1 2 ) ,   w h e n   lar g er   li s t  s ize s   ( L =1 6   an d   3 2 )   w er e   u s ed ,   th e  r esu lt in g   g ai n s   w er e   less   th an   t h o s e  w i th   L   =  8 .   Fu r th er m o r e,   th e  p er f o r m a n ce s   o f   P C ( 3 2 , 1 6 )   w it h   L =1 6   an d   3 2   w er e  clo s e  to   ea ch   o th er .   A   g a in   o f   ap p r o x i m a tel y   0 . 5 5   d B   w as  o b tain ed   b y   ( M2 ,   Np = 4 ) ,   w h ile   th e  co r r esp o n d in g   g ai n s   f o r   ( M1 ,   Np =1 ) ,   ( M1 ,   N p =3 ) ,   an d   ( M1 ,   Np =4 )   w er e  in   t h e  r an g e  o f   0 . 2 5   to   0 . 3   d B .   As  f in a l  r e m ar k s   f o r   t h e  B E R   p er f o r m a n ce ,   t h e  m o d if ied   p o l ar   co d es  ac h iev ed   g ai n s   co m p ar ed   to   th e  o r ig i n al   p o lar   c o d es  in   th e  SNR   r an g e  f r o m   0 . 2   to   0 . 5   d B   f o r   P C ( 3 2 , 1 2 )   an d   f r o m   0 . 2 5   to   0 . 7 5   d B   f o r   P C ( 3 2 , 1 6 )   at  a   B E R   o f   1 0 −4   f o r   m o s t o f   t h e  c o n s id er ed   ca s es.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       I n tern a l p ilo t in s erti o n   fo r   p o l a r   co d es   ( W a lled   K .   A b d u lw a h a b )   1501   4 . 2 . 2 .     F a din g   cha nn el   T h e  p er f o r m a n ce   f o r   P C ( 3 2 , 1 6 )   is   ev alu ated   o v er   t h e   co n s id er ed   f ad in g   c h a n n el   w i th   5 G   en v ir o n m e n t  u s in g   o n e  to   f o u r   p ilo ts   an d   w it h   t h e  li s t size s   o f   8 ,   1 6   , an d   3 2 .   A s   t h e  s elec t io n   o f   p ilo t p o s itio n s   is   i n d ep en d en t  o n   t h e  c h a n n el   an d   is   b ased   o n   th e   Ha m m i n g   w ei g h t ,   t h e  p ilo t  p o s itio n s   w it h   f ad i n g   ch a n n e l   ar e  id en tical  to   th at  w it h   A W GN  ch an n el.   T h e  p er f o r m a n c e  o f   P C ( 3 2 , 1 6 )   w i th   li s t  s ize s   o f   8 ,   1 6 ,   an d   3 2   is   s h o w n   b y   Fi g u r e s   7 ,   8 ,   an d   9 ,   r esp ec tiv el y .   Fo r   P C ( 3 2 , 1 6 )   w it h   t h e  lis t  s ize  o f   8 ,   th e  g ai n   ac h ie v ed   b y   ( M1 ,     Np =1 )   w a s   ab o u t  0 . 5   d B .   Mo r eo v er ,   ab o u t  0 . 3   d B   g ain   w a s   p r o v id ed   b y   ( M1 ,   Np =3 )   an d   ( M2 ,   N p =4 ) .   T h e  p er f o r m a n ce   o f   th e  m o d i f ied   co d e  w it h   ( M1 ,   Np =4 ) ,   an d   f o r   all  lis t  s izes,  is   clo s e   t o   th at  f o r   th e  o r ig n al   p o lar   co d e  w ith   s li g h t  ad v an tag e  at   h ig h   S NR   ( 0 . 1   d B ) .   Fu r th er m o r e,   t h e  p er f o r m a n ce s   o f   P C ( 3 2 , 1 6 )   w it h   L =1 6   an d   3 2   w er e  al m o s t  id e n tical  to   ea ch   o th er .   A   g ain   o f   ap p r o x i m ate l y   0 . 5   d B   w a s   o b tain ed   b y   ( M1 ,   Np =3 ) ,   w h ile  th e  co r r esp o n d i n g   g ai n s   f o r   ( M1 ,   Np =1 ) ,   an d   ( M2 ,   Np =4 )   w er e  ab o u t  0 . 3   d B .   A s   f i n al  r e m ar k s   f o r   t h e   B E R   p er f o r m a n ce ,   th e  m o d i f i ed   p o lar   co d es  ac h ie v ed   g ai n s   co m p ar ed   to   th e  o r ig in al  p o lar   co d es  in   th e  SNR   r an g i n g   f r o m   0 . 1   to   0 . 5   d B   f o r   P C ( 3 2 , 1 6 )   at  a   B E R   o f   1 0 −4   f o r   m o s t o f   th e  co n s id er ed   ca s es.           Fig u r e  1 .   B E R   p er f o r m a n ce   f o r   P C ( 3 2 , 1 2 3 )   w i th   L =8   o v er   AW GN  ch an n el             Fig u r e  2 .   B E R   p er f o r m a n ce   f o r   P C ( 3 2 , 1 2 )   w it h     L =1 6   o v er   A W GN  c h an n el     Fig u r e  3 .   B E R   p er f o r m a n ce   f o r   P C ( 3 2 , 1 2 )   w it h   L =3 2   o v er   A W GN  c h an n el             Fig u r e  4 .   B E R   p er f o r m a n ce   f o r   P C ( 3 2 , 1 6 )   w it h     L =8   o v er   A W GN  ch a n n e l     Fig u r e  5 .   B E R   p er f o r m a n ce   f o r   P C ( 3 2 , 1 6 )   w it h   L =1 6   o v er   A W GN  c h an n el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1   :   1 4 9 5   -   1 5 0 4   1502         Fig u r e  6 .   B E R   p er f o r m a n ce   f o r   P C ( 3 2 , 1 6 )   w it h   L =3 2   o v er   A W GN  c h an n el     Fig u r e  7 .   B E R   p er f o r m a n ce   f o r   P C ( 3 2 , 1 6 )   w it h     L =3 2   o v er   f ad in g   ch a n n el             Fig u r e  8 .   B E R   p er f o r m a n ce   f o r   P C ( 3 2 , 1 6 )   w it h     L =1 6   o v er   f ad in g   ch a n n el     Fig u r e  9 .   B E R   p er f o r m a n ce   f o r   P C ( 3 2 , 1 6 )   w it h     L =3 2   o v er   f ad in g   ch a n n el       4 . 3 .    Ra t e  f lex ibi lity   o f   t he  m o dified  po la r  co des   T h e  p ilo t  in s er tio n   ap p r o ac h   p r esen ted   i n   th is   w o r k   r ed u ce d   th e  ac t u al  K  i n p u t  d ata  b it s   o f   th e  p o lar   co d e.   T h is   ch a n g ed   th e   co d in g   r ate  o f   t h e  m o d if ied   p o lar   co d e.   A s   a  r e s u l t,  th e   co d e  r ate  w a s   ac t u all y   ( K− Np ) /N  in s tead   o f   K/ N.   T h u s ,   t h e  co d in g   r ate  f o r   th e  m o d i f ied   p o lar   co d es  co u ld   b e  v ar ied   f r o m   K/N   ( w it h o u t  a n y   i n s er ti n g   p ilo t)   to   ( K− Np ) /N  ( w it h   Np   i n s er t in g   p ilo ts ) .   T h e  m o d if ied   p o l ar   co d e  ca n   in s er t   d if f er e n t  n u m b er s   o f   p ilo t  b its   in   o r d er   to   co n tr o l  th e  co d i n g   r ate  o r /an d   to   i m p r o v e  th e   B E R   p er f o r m a n ce .   T h e  p ilo t in s er tio n   ap p r o ac h   p r o v id es a   r ate  co n tr o l m ec h a n i s m   i n d ep en d en t o f   th e  c h an n el   co n d itio n .       4 . 4 .    Dis cus s io n   I n   g en er al,   th e   d esi g n   o f   p o lar   c o d es  r elies  o n   ch an n el  p o lar is atio n   b y   s elec ti n g   th e  co d e  co n s tr u ct io n   th at  g u ar an tees  a  lar g e  co d in g   g ain .   T h e  b it - ch a n n els  ar e  d iv id ed   in to   lo w er - r eliab ilit y   b it - ch an n el s   ca r r y i n g   t h e  f r o ze n   b its   a n d   h i g h er - r eliab ili t y   b i t - c h an n els   ca r r y i n g   th e   d ata  b its .   T h e  d ata  b it - ch an n el s   ar e  also   o r d er ed   ac c o r d in g   to   th eir   r eliab ilit y   in to   h ig h - i n d ex   b it - c h a n n el s   ( w ith   h ig h   r eliab ilit y   a n d   ca p ac it y )   an d   lo w - i n d ex   b it - ch an n el s   [ 5 ] ,  [ 7 ] .   T h e  p r o p o s ed   p ilo t  in s er tio n   m et h o d s   i m p r o v ed   th e  B E R   p er f o r m a n ce   in   m o s t  o f   th e   c o n s id er ed   ar r an g e m e n ts   r elate d   to   th e  s elec ted   te s t  p ar a m et er s   ac co r d in g   to   th e   o b tain ed   d is tan ce   p r o p er ties .   I n   s o m e  o f   t h e  test   ar r an g e m en ts ,   t h e  m et h o d s   d id   n o t  s h o w   a n y   p er f o r m a n ce   i m p r o v e m en t   w h e n   th e  s elec te d   p ilo t p o s itio n s   e n co u n ter ed   t h e  lo ca tio n   o f   r eliab le  b it - c h a n n el s .   T h is   r e s u l ted   in   a  v io latio n   o f   t h e  p o lar   co d e   co n s tr u ctio n   r u le s .   A cc o r d in g   to   th e  w eig h t  d is t r ib u tio n   o f   t h e  m o d if ied   co d es,  th e  p er f o r m a n ce   i m p r o v e d   w h e n   th e   p ilo ts   w er e  in s er ted   in   p o s i tio n s   o f   t h e  lo w - r e lia b ilit y   i n f o r m atio n   b it - c h a n n e ls   w i th   o n e  o f   th e   f o llo w i n g   t w o   co n d itio n s   b ei n g   s ati s f ied   ( f o r   m o s t  o f   t h e  s t u d ied   co n d itio n s   o f   th e  n u m b er   o f   p i lo ts ,   as  s h o w n   in     T ab les  3   an d   4 ) :   T h er e  w as   a  r ea s o n ab le  r ed u ctio n   in   th e   n u m b er   o f   co d e w o r d s   h a v in g   a  w ei g h t  eq u i v ale n t  to   h ce n t  co m b in ed   w it h   an   i n cr e ase  in   t h e  m in i m u m   Ha m m i n g   w eig h t  o f   th e  m o d if ied   co d e ;  T h er e  w a s   a  lar g e   r ed u ctio n   in   t h e  n u m b er   o f   c o d e w o r d s   h av i n g   a  w ei g h t  eq u iv a len t  to   h ce n t  co m b in ed   w it h   a  co n s id er ab le   r ed u ctio n   in   t h e  n u m b er   o f   co d e w o r d s   ass o ciate d   w it h   th e  m in i m u m   w ei g h t o f   t h e  m o d i f ie d   co d e.     T h e  p ilo t  p o s itio n s   w er e  d eter m i n ed   b ef o r e  th e  tr an s m i s s io n   o f   th e  ac tu al  d ata.   T h eir   p o s itio n s   w er e  k n o w n   f o r   b o th   t h e  en co d er   an d   th e  d ec o d er .   T h e  r ate  co n tr o l  o b tain ed   w as  b ased   o n   t h e  n u m b er   o f   i n s er ted   p ilo t  b its .   I n   ad d itio n ,   th e  p o s s ib le  i m p r o v e m e n t  in   t h e  d is tan ce   p r o p er ties   o f   th e  p o lar   co d e   co u ld   h av e  r esu lted   in   i m p r o v i n g   t h e  B E R   p er f o r m an ce .   T h e  p ilo t  in s e r tio n   m i g h t  n o t  p r o v id e  all  th e  p o s s ib le  r ates  in   th e   r an g e  o f   ( K− Np ) /N  to   K/N,   w h e n   a  r eliab le  b it - c h an n el  p o s itio n   w as  s elec ted   as  t h e  p ilo t  p o s itio n .   T h is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       I n tern a l p ilo t in s erti o n   fo r   p o l a r   co d es   ( W a lled   K .   A b d u lw a h a b )   1503   r esu lted   in   t h e  B E R   p er f o r m a n ce   d eg r ad atio n .   Fin all y ,   th e  f o llo w i n g   r e m ar k s   r eg ar d in g   t h e  co m p ar is o n   o f   t h e  co n v e n tio n al   p o lar   co d e  to   th e  p r o p o s ed   o n e  w er e  d ed u ce d :   B o th   th e   co n v en t io n al  a n d   th e  p r o p o s ed   p o lar   co d es  h ad   th e  s a m e  d ec o d in g   co m p le x it y   an d   h e n ce   t h e  s a m e  late n c y ;  U n li k e  t h e  p r o p o s ed   p o lar   co d e,   th e  ch an g e  i n   t h e  co d in g   r ate  o f   t h e  c o n v e n tio n al  p o lar   co d e  r eq u ir ed   co d e  r ec o n s tr u ctio n ;  T h e  B E R   p er f o r m a n ce   f o r   th e  p r o p o s ed   p o lar   co d e  w as b etter   th a n   t h at  o f   t h e  co n v en tio n al   co d e ;  T h e  o n l y   d r a w b ac k   o f   th e  p r o p o s ed   p o lar   co d e  w a s   th e  d ec r ea s e  i n   th e  b it r ate  d u e  to   th e  p ilo t in s er tio n .       5.   CO NCLU SI O N    A   n e w   ap p r o ac h   to   i m p r o v e  th e  p er f o r m an ce   o f   s h o r t - len g th   p o lar   co d es  an d   to   p r o v id e  a   m ec h a n i s m   f o r   co d in g   r ate  co n tr o l  w a s   p r esen ted   i n   t h is   p ap er .   T h e  ap p r o ac h   r elied   o n   in ter n al  p ilo t  in s er tio n   b y   s e tti n g   t h e  b in ar y   ‘ 1 ’   o f   t h e  s elec ted   p ilo t  p o s itio n ( s )   am o n g   th e  i n p u t  d ata  b lo ck s .   T w o   m et h o d s   w er e  p r o p o s ed   to   ch o o s e  th e  p ilo t  p o s itio n s   o n   th e  b a s is   o f   an   e x a m i n atio n   o f   th e  Ha m m i n g   w ei g h t  d i s tr ib u tio n   o f   th e  co d e w o r d s .   T h e  p ilo t  p o s i tio n s   w er e  d eter m i n ed   to   i m p r o v e  th e   d is ta n ce   p r o p er ties   o f   th e  m o d if ied   p o lar   co d e  an d   h e n ce   g u ar a n teed   an   i m p r o v e m en t  i n   t h e  B E R   p er f o r m a n ce .   I n   ad d itio n   to   t h e  m i n i m u m   Ha m m i n g   w ei g h t,  th i s   w o r k   e m p h a s is ed   o n   th e  i m p o r tan ce   o f   th e  ce n tr e  Ha m m in g   w ei g h t  i n   th e  p o lar   co d e   p er f o r m a n ce .   T h e  p r o p o s ed   p i lo t  in s er tio n   m et h o d s   in tr o d u c ed   a  n e w   ap p r o ac h   to   ch an g e  t h e  n o m in a l  co d in g   r ate  b y   v ar y in g   t h e  n u m b er   o f   d ata  b its   i n   t h e  i n p u t  b lo ck   ac co r d in g   to   th e   n u m b er   o f   i n s er ted   p ilo ts .   T h e   co n s tr u ct io n   o f   t h e  m o d i f ied   p o lar   co d es  w as  n o t  ch a n g e d   b y   t h e  p ilo t  in s er tio n .   T h e  s i m u latio n   r es u lts   s h o w ed   th at  t h e  SN R   g ai n s   o f   th e  m o d i f ied   co d e  o v er   th at  o f   th e  o r ig in a l  p o lar   co d e  in   to ler an ce   o f   th e   s y s te m   to   A W GN  an d   f ad i n g   ch an n el s   w er e  i n   th e  r an g e  o f   0 . 1   to   0 . 7 5   d B   w er e  ac h iev e d   at  a  B E R   o f   1 0 −4 .  T h is   w a s   o b tain ed   u n d er   t h e   p r e f er r ed   co n d itio n s   r eg ar d i n g   th e  n u m b er   o f   p ilo t s   an d   th e  p ilo t  i n s er tio n   m et h o d .   T h u s ,   th e   u s e  o f   in ter n al  p ilo t  i n s er tio n   w it h   p o lar   co d es  s ee m s   to   b e  a  p r o m is i n g   ap p r o ac h   w h er e  n o   ad d ed   c o m p le x it y   is   n ee d ed   at  b o th   th e  en co d er   an d   th e  d ec o d er   d u r in g   an   a ct u al  tr a n s m is s i o n .         RE F E R E NC E S    [ 1 ]   E.   A rik a n ,   “ Ch a n n e l  P o lariz a ti o n :  M e th o d   f o r  C o n str u c ti n g   Ca p a c it y - Ac h iev in g   Co d e s  f o r  S y m m e t ric  Bin a ry - In p u t  M e m o r y le ss   Ch a n n e ls,”  IEE E  T ra n sa c ti o n   o n   I n f o rm a ti o n   T h e o ry ,   v o l.   5 5 ,   n o .   7 ,   p p .   3 0 5 1 - 3 0 7 3 ,   J u ly   2 0 0 9 ,    d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T IT . 2 0 0 9 . 2 0 2 1 3 7 9 .   [ 2 ]   W .   A b d u l w a h a b ,   a n d   A .     K a d h i m ,   “ C o m p a r a t i v e   S t u d y   o f   C h a n n e l   C o d i n g   S c h e m e s   f o r   5 G , ”   i n   2 0 1 8   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   A d v a n c e d   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g   ( I C O A S E ) ,   I r a q ,   O c t .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C O A S E . 2 0 1 8 . 8 5 4 8 8 0 6 .     [ 3 ]   F .   Erca n ,   C .   C o n d o ,   S .   Ha sh e m i ,   a n d   W .   G ro ss ,   “ On   Err o r - Co rr e c ti o n   P e rf o rm a n c e   a n d   Im p le m e n tatio n   o f   P o lar   Co d e   L ist  De c o d e rs  f o r  5 G , ”   2 0 1 7   5 5 th   An n u a l  Al ler to n   Co n fer e n c e   o n   C o mm u n ica ti o n ,   Co n tro l ,   a n d   Co m p u t in g ,   Al ler to n ,   Ill i n o is,   US A,   Oc t.   2 0 1 7 .     [ 4 ]   I.   T a l,   a n d   A .   V a r d y ,   “ L ist  De c o d i n g   o f   P o lar  Co d e s,”   IEE E  T r a n sa c ti o n   o n   I n f o rm a ti o n   T h e o ry ,   v o l.   6 1 ,   n o .   5 ,     p p .   2 2 1 3 - 2 2 2 6 ,   M a y .   2 0 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T IT . 2 0 1 5 . 2 4 1 0 2 5 1 .   [ 5 ]   A .   S ti m m in g ,   M .   P a rizi ,   a n d   A .   Bu rg ,  “ LLR - Ba se d   S u c c e ss iv e   Ca n c e ll a ti o n   L ist  De c o d i n g   o f   P o l a r  Co d e s,”   IEE E   T ra n sa c ti o n s  o n   S i g n a l  Pr o c e ss in g ,   v o l .   6 3   ,   n o .   1 9   ,  pp .   5 1 6 5   –   5 1 7 9 ,   Oc t.   2 0 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T S P . 2 0 1 5 . 2 4 3 9 2 1 1 .   [ 6 ]   H.  V a n g a la,  E.   V it e rb o ,   a n d   Y.  Ho n g ,   “ A   Co m p a ra ti v e   S tu d y   o f   P o lar  C o d e   Co n stru c ti o n s  f o r  T h e   AWG N   Ch a n n e l, ”   i n   a rXiv p re p ri n t  a rXiv :1 5 0 1 . 0 2 4 7 3 ,   Ja n .   2 0 1 5 .   [ 7 ]   V .   Bio g li o ,   C.   Co n d o ,   a n d   I.   L a n d ,   “ De sig n   o f   P o lar  C o d e s  i n   5 G   Ne w   Ra d io , ”   in   IEE E  C o mm u n ica ti o n s  S u rv e y s  &   T u to ri a ls ,  v o l.   2 3 ,   n o .   1 ,   p p .   2 9 - 4 0 ,   1 7   Ja n u a ry ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /COM S T . 2 0 2 0 . 2 9 6 7 1 2 7 .   [ 8 ]   S .   Ho n g ,   D.  Hu i,   a n d   I.   M a ri´ c ,   “ Ca p a c it y - Ac h iev in g   Ra te - Co m p a ti b le  P o lar  Co d e s,”   IEE E  T ra n sa c ti o n s  o n   In fo rm a t io n   T h e o ry ,   v o l.   6 3 ,   n o .   1 2 ,   p p .   7 6 2 0 - 7 6 3 2 ,   De c .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /T IT . 2 0 1 7 . 2 7 5 6 6 6 8 .   [ 9 ]   G .   S a rk is,   I.   T a l,   P .   G iard ,   A .   V a rd y ,   C.   T h ib e a u lt ,   a n d   W .   J.  G ro ss ,   “ F lex ib le  a n d   L o w - Co m p lex it y   En c o d in g   a n d   De c o d in g   o f   S y ste m a ti c   P o lar  C o d e s,”   IEE E  T ra n s a c ti o n s  o n   C o m mu n ica t io n s ,   v o l.   6 4 ,   n o .   7 ,   p p .   2 7 3 2 - 2 7 4 5 ,   Ju l y   2 0 1 6 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T COMM . 2 0 1 6 . 2 5 7 4 9 9 6 .   [ 1 0 ]   M.   M o n d e l l i ,   S .   H .   H a s s a n i ,   a n d   R .   U r b a n k e ,   “ C o n s t r u c t i o n   o f   P o l a r   C o d e s   w i t h   S u b l i n e a r   C o m p l e x i t y , ”   i n   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   I n f o r m a t i o n   T h e o r y   ( I S I T ) ,   G e r m a n y ,   J u n e   2 5 - 3 0 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S I T . 2 0 1 7 . 8 0 0 6 8 5 0 .   [ 1 1 ]   G .   He   e t  a l. ,   “ Be ta - Ex p a n si o n :   a   T h e o re ti c a l  F ra m e w o rk   f o r  F a st  a n d   Re c u rsiv e   Co n stru c ti o n   o f   P o lar  C o d e s,”   in   IEE E  Gl o b a l  C o mm u n ic a t io n s  C o n fer e n c e   ( GLOBE COM ),   S in g a p o re ,   De c .   4 - 8 ,   2 0 1 7 ,    d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /G L OCO M . 2 0 1 7 . 8 2 5 4 1 4 6 .   [ 1 2 ]   C.   Co n d o ,   S .   A .   Ha sh e m i,   a n d   W .   J.  G ro ss ,   “ Eff icie n t  Bit - Ch a n n e l  Re li a b il it y   Co m p u tatio n   f o r  M u lt i - M o d e   P o lar   Co d e   E n c o d e rs  a n d   De c o d e rs,”  in   IE EE   I n ter n a ti o n a l   W o rk sh o p   o n   S ig n a l   Pro c e ss in g   S y ste ms   ( S iP S ),   L o rien t ,   F ra n c e ,   Oc t.   3 - 5 ,   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /S i P S . 2 0 1 7 . 8 1 0 9 9 8 7 .   [ 1 3 ]   P .   T r i f o n o v ,   a n d   V .   M i l o s l a v s k a y a ,   “ P o l a r   C o d e s   w i t h   D y n a m i c   F r o z e n   S y m b o l e s   a n d   T h e i r   D e c o d i n g   b y   D i r e c t   S e a r c h , ”   2 0 1 3   I E E E   I n f o r m a t i o n   T h e o r y   W o r k s h o p   ( I T W ) ,  S e v i l l a ,   S p a i n ,   S e p t .   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I T W . 2 0 1 3 . 6 6 9 1 2 1 3 .   [ 1 4 ]   V .   Bi o g li o ,   I .   L a n d ,   a n d   C.   C o n d o ,   “ Im p ro v e d   H y b rid   De sig n   o f   P o lar  Co d e s  a n d   M u lt i - Ke rn e l  P o l a r  Co d e s,”   2 0 1 9   IEE E  In ter n a ti o n a l  S y mp o si u m  o n   I n fo rm a ti o n   T h e o ry   ( IS IT ) ,   P a ris,   F ra n c e ,   Ju ly   2 0 19 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /I S IT . 2 0 1 9 . 8 8 4 9 2 1 3 .   [ 1 5 ]   A .   Re d d y ,   a n d   J.  M u n g a ra ,   “ W ir e les s  En v iro n m e n t  Aw a re   A d a p ti v e   S c h e d u li n g   T e c h n iq u e   f o r  Ce l lu lar  Ne tw o rk s,”   In d o n e sia n   J o u rn a l  o f  El e c trica l  En g in e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e ,   v o l.   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   3 1 8 - 3 3 2 ,   Ju ly   2 0 1 8 ,    d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 / ij e e c s.v 1 1 . i1 . p p 3 1 8 - 3 3 2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  22 ,   No .   3 ,  J u n e  2 0 2 1   :   1 4 9 5   -   1 5 0 4   1504   [ 1 6 ]   A .   S a lh ,   L .   A u d a h ,   N.  S .   M .   S h a h ,   a n d   S .   A .   Ha m z a h ,   “ P il o t   Re u s e   S e q u e n c e s  f o r  T DD   in   Do w n li n k   M u lt i - Ce ll s   to   Im p ro v e   Da t a   Ra tes , ”   T EL KOM NIKA   T e lec o mm u n ica ti o n ,   C o mp u ti n g ,   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l ,  v o l.   1 8 ,   n o .   5 ,     p p .   2 1 6 1 - 2 1 6 8 ,   Oc to b e r  2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 /t e lk o m n ik a . v 1 7 i5 . 1 2 8 0 9 .   [ 1 7 ]   R.   P o rse lv i  a n d   M .   M u ru g a n ,   “ A n   e ff icie n t  p il o t - S y m b o l - A id e d   a n d   De c isio n - Dire c ted   Hy b rid   Ch a n n e l   Esti m a ti o n   T e c h n iq u e   in   OFD M   S y ste m s, ”   T e lec o mm u n ica ti o n   S y ste ms -   S p ri n g e r,   v o l .   7 3 ,   p p .   5 3 1 - 5 4 4 ,   Oc t.   2 0 1 9 ,    d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s1 1 2 3 5 - 0 1 9 - 0 0 6 2 0 - 5.   [ 1 8 ]   J.  A d o lp h ,   J .   Oliv ier,  a n d   B.   S a lm o n ,   “ En h a n c i n g   L DP C   Co d e   P e rf o rm a n c e   Us in g   P il o t  Bi ts,”  in   2 0 1 5   I EE E   In ter n a t io n a l   c o n fer e n c e   o n   Aco u stics ,   S p e e c h   a n d   S ig n a l   Pro c e ss in g   ( ICAS S P) ,   Br isb a n e ,   A u stra li a ,   A p ril   2 0 1 5 ,  d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ICA S S P . 2 0 1 5 . 7 1 7 8 5 2 0 .   [ 1 9 ]   M .   L iu ,   Z.   Yu . ,   Q.  L u ,   B  Ba i,   a n d   M .   Zh u ,   “ L DP C  Co d e d   No n - Re c u rsiv e   G M S K  S y ste m   w it h   Qu a si - Co h e re n t  De m o d u latio n ,”  I EE E  9 1 st  Veh i c u la r  T e c h n o l o g y   Co n fer e n c e   ( V T C2 0 2 0 - S p ri n g ) ,   A n tw e rp ,   Be lg iu m ,   M a y   2 0 2 0 ,  d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / V T C2 0 2 0 - S p rin g 4 8 5 9 0 . 2 0 2 0 . 9 1 2 9 6 2 9 .   [ 2 0 ]   Z.   W e i,   D.  Kw a n   Ng ,   a n d   J  Yu a n ,   “ Jo i n t   P il o t  a n d   P a y lo a d   P o w e r  Co n tr o l   f o r  Up li n k   M I M O - NO M A   w it h     M RC - S IC  Re c e iv e rs ,”  IEE E   Co mm u n ica ti o n s   L e tt e rs ,  v o l.   2 2 ,   n o .   4 ,   p p .   6 9 2 - 6 9 5 ,   A p ril   2 0 1 8 ,    d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /L COMM . 2 0 1 8 . 2 7 9 8 6 5 8   [ 2 1 ]   V .   Klim e n ty e v   a n d   A .   S e rg ien k o ,   “ De c isio n   F e e d b a c k   f o r  Ch a n n e l  Esti m a ti o n   in   S CM A   S y ste m   w it h   Div e rsit y , ”   2 0 1 8   IEE E  Co n fer e n c e   o f   Ru ss ia n   Y o u n g   Res e a rc h e r s  in   El e c trica l   a n d   El e c tro n ic  E n g i n e e rin g   ( EICo n Ru s) ,     M o sc o w ,   Ru ss ia,  F e b .   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / EICo n Ru s. 2 0 1 8 . 8 3 1 7 0 2 9 .   [ 2 2 ]   L .   L i,   Z.   Xu ,   a n d   Y.   Hu ,   “ Ch a n n e l   Esti m a ti o n   w it h   S y ste m a ti c   P o lar  Co d e s,”   IEE E  T ra n s a c ti o n s  o n   Veh icu la r   T e c h n o l o g y ,   v o l.   6 7 ,   n o .   6 ,   p p .   4 8 8 0 - 4 8 8 9 ,   Ju n e   2 0 1 8 .   [ 2 3 ]   M.  C.   C o sk u n ,   G .   L iv a ,   J.  Oe stm a n ,   a n d   G .   Du risi,   “ L o w - Co m p lex it y   Jo in t   Ch a n n e l   Esti m a ti o n   a n d   L ist  De c o d in g   o f   S h o r t  C o d e s,”   in   12 th   I n ter n a t io n a l  I T G  C o n fer e n c e   o n   S y ste ms ,   Co mm u n ica t io n s  a n d   C o d i n g ( S CC) ,   R o sto c k ,   G e r m a n y ,   F e b .   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 3 0 4 2 0 / 4 5 4 8 6 2 0 4 6 .   [ 2 4 ]   N.  G h a d d a r,   Y.  H.   Kim ,   L .   B.   M il ste in ,   L .   M a ,   a n d   B.   K.   Yi,   “ Jo in t  C h a n n e l   Esti m a ti o n   a n d   Err o r   Co rre c ti o n   f o r   F in it e - S tate   M a rk o v   Ch a n n e ls   Us in g   P o lar  C o d e s,”   i n   2 0 1 8   IE EE   Gl o b a l  Co mm u n ic a ti o n s  C o n fer e n c e   ( GLOBE COM ) ,   A b u   Dh a b i ,   UA E ,   De c .   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /G L OC OM. 2 0 1 8 . 8 6 4 7 2 9 6 .   [ 2 5 ]   A .   K a d h i m   a n d   A .   H a m a d ,   “ T u r b o   C o d e s   w i t h   I n t e r n a l   P i l o t   I n s e r t i o n , ”   i n   2 nd     I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   N e x t   G e n e r a t i o n   M o b i l e   A p p l i c a t i o n s ,   S e r v i c e s ,   a n d   T e c h n o l o g i e s   ( N G M A S T ) ,  U . K . ,   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / N G M A S T . 2 0 0 8 . 8 3 .   [ 2 6 ]   Q .   Z h a n g ,   A .   L i u   a n d   X .   P a n ,   “ A n   E n h a n c e d   P r o b a b i l i s t i c   C o m p u t a t i o n   M e t h o d   f o r   T h e   W e i g h t   D i s t r i b u t i o n   o f   P o l a r   C o d e s , ”   I E E E   C o m m u n i c a t i o n s   L e t t e r s ,  v o l .   2 1 ,   n o .   12 ,   p p .   2 5 6 2 - 2 5 6 5 ,   D e c .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / L C O M M . 2 0 1 7 . 2 7 5 3 2 2 2 .   [ 2 7 ]   3 rd   G e n e ra ti o n   P a rt n e rsh i p   P r o j e c t ,   “ 5 G ;  S tu d y   o n   Ch a n n e l  M o d e l  f o r  F re q u e n c ies   f ro m   0 . 5   t o   1 0 0   G Hz ’”   T R   3 8 . 9 0 1   v e rsio n   1 4 . 1 . 1   Re lea se   1 4   ;  A u g   2 0 1 7 .   [ 2 8 ]   3 rd   G e n e ra ti o n   P a rtn e rsh i p   P ro j e c t,   ” 5 G ;  NR;  P h y sic a l  Ch a n n e ls  a n d   M o d u lati o n , ”   T S   3 8 . 2 1 1   v e rsio n   1 5 . 8 . 0   Re lea se   1 5 ,   Ju ly   2 0 1 8 .   [ 2 9 ]   3 rd   G e n e ra ti o n   P a rt n e rsh ip   P ro je c t,   “ 5 G ;  NR;  Us e r  Eq u ip m e n t  (UE)  Ra d io   T ra n sm issio n   a n d   Re c e p ti o n ;  P a rt  2 :   Ra n g e   2   S tan d a lo n e , ”     T S   3 8 . 1 0 1 - 2   v e rsio n   1 5 . 8 . 0   Re lea se   1 5 ,     Ja n u a ry   2 0 2 0 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O R S        Wa ll e d   K .   A b d u lw a h a b   w a s  b o rn   in   Ba g h d a d ,   Ira q ,   in   1 9 7 8 .   He   re c e iv e d   th e   B. S c .   d e g re e   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   B a g h d a d   in   2 0 0 1   a n d   M . S c .   d e g re e   f ro m   A l - Na h ra in   Un iv e rsity ,   Ira q   in   In f o rm a ti o n   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g ,   in   2 0 1 2 .   He   is  c u rre n tl y   p u rsu in g   P h . D .   d e g re e   in   th e   De p a rtm e n t  o f   In f o rm a ti o n   a n d   Co m m u n ica ti o n   En g in e e ri n g .     His  re se a r c h   in tere sts  in c lu d e   F EC   f o r  n e x t  g e n e ra ti o n   n e tw o rk s,  p o lar  c o d e   p e rf o rm a n c e   o v e r  m m W a v e   c h a n n e l,   a n d   re d u c e d   c o m p lex it y   p o lar co d e   d e c o d i n g .           Dr .   Abd u l k a r e e m   A.  K a d h i m   w a s  b o rn   in       Ba g h d a d ,   Ira q ,   i n   1 9 5 8 .   He   re c e iv e d   h is  B. S c .   d e g re e   in   El e c tri c a l   a n d   El e c t ro n ics   En g in e e rin g   in   1 9 8 1   f ro m   M EC,   Un iv e rsit y   o f   T e c h n o lo g y ,   Ira q ,   a n d   M . S c .   a n d   P h . D .   d e g re e s  f ro m   Lo u g h b o r o u g h   U n iv e rsity   o f  T e c h n o lo g y ,   UK ,   in   1 9 8 4   a n d   1 9 8 9 ,   re sp e c ti v e ly ,   in   Dig it a l   Co m m u n ica ti o n   S y ste m s.   He   is   IEE E   S e n i o r   M e m b e r   a n d   M e m b e r   of   A CM .     No w   he   is   a   p ro f e ss o r   of   Dig it a l   Co m m u n ica ti o n s   in   t h e   Co ll e g e   of   In f o r m a ti o n   En g in e e rin g ,   Al - Na h ra in   Un iv e rsity ,   Ira q .    He   p u b li sh e d   5 8   p a p e rs  in   in tern a t io n a l  a n d   n a ti o n a l  jo u rn a ls  a n d   sc ien ti f ic  c o n f e re n c e s.  He   su c c e ss f u ll y   su p e rv ise d   10   P h . D .   d isse rtat io n s  a n d   59   M . S c .   t h e sis.  His  re se a r c h   in tere sts  c o v e r:  M o d e rn   e rro r  c o rre c ti o n   c o d e s  f o r  n e x t  g e n e ra ti o n   n e tw o rk s,  De tec ti o n   o f   c o d e d   a n d   m o d u late d   sig n a l,   L o w   c o m p lex i ty   d e c o d e rs,   m m W a v e   c h a n n e l  m o d e li n g ,   Ne tw o rk   c o d in g ,   S o f tw a r e   d e f in e d   e n v iro n m e n ts,  Ef f icie n t  ro u ti n g   f o r  W S N an d   Io T   n e tw o rk s.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.