I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   1 5 ,   N o .   1 J ul y   201 9 ,   pp .   3 6 5 ~ 3 72   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 5 .i 1 . pp 3 6 5 - 3 72             365       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   Pe r f o r m a n c e   an a l y si s   o f   5 - a r y   M U S A   a n d   S C M A   f o r   u p l i n k   t r a n sm i ssi o n       Es r aa  M o s l e h   Ei d 1 ,   M o s tafa  M .   F o u d a 2 ,   A d l S .   Tag  El d i e n 3 ,   M o h s e n   M .   T an taw y 4   1 , 2 , 3 E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   D e pa r t m e nt ,   F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng   a t   S h o ubr a ,   B e n ha   U ni v e r s i t y ,   E gy pt   4 N e t w o r P l a n ni ng   D e pa r t m e nt ,   N a t i o na l   T e l e c o m m uni c a t i o I ns t i t ut e ,   E gy pt       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e J ul   9 ,   201 8   R e v i s e N o v   1 8 ,   2018   A c c e pt e F e b   4 ,   201 9       M ul t i pl e   a c c e s s   i s   o ne   o f   t he   c o r e   t e c hno l o g i e s   o f   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o ns ,   w hi c e na bl e s   w i r e l e s s   ba s e   s t a t i o ns   t o   de a l   w i t h   a   l a r g e   num be r   o f   di f f e r e nt   us e r s   a n pr o v i de   t he   s e r v i c e   f o r   e a c h   o f   t he m   a t   t he   s a m e   t i m e .     M e e t i ng   t he   5G   c ha l l e ng e s ,   no n - o r t ho go na l   m u l t i p l e   a c c e s s   i s   o ne   o f   t he   m a i c o n c e r ne d   po i nt s   i n   5G   t e c hno l o g i e s .   I t h i s   pa pe r ,   t w o   t y pe s   o f   no n - o r t ho go na l   m ul t i pl e   a c c e s s   s c he m e s ,   na m e l y ,   5 - a r y   M u l t i   U s e r   S h a r e A c c e s s   ( 5 - a r y   M U S A ) ,   w hi c i s   a   o ur   pr o po s e s c he m e   o f   M U S A   t ha t   us e s   a   ne w   t y pe   o f   s pr e a d i ng   c o de s   c a l l e d   5 - a r y   c o de s ,   a nd   S pa r s e   C o de   M ul t i pl e   A c c e s s   ( S C M A ) ,   a r e   s t ud i e d.   T h e   B i t   E r r o r   R a t e   pe r f o r m a nc e   ( B E R )   a na l y s i s   i s   s ho w n   f or   d i f f e r e n t   us e r   o v e r l o a di ng   f o r   up l i nk  s y s t e m s .   S i m u l a t i o r e s u l t s   pr o v i de   a   c l e a r   v i e w   o t he   e f f e c t   o f   i nc r e a s i ng   t he   num b e r   o f   us e r s   f o r   t he   s a m e   s y s t e m   p a r a m e t e r s .     Ke y w or d s :   5 - a r y   c o de s   G ra n t - f r e e   a c c e s s   M ul t i   us e r   s ha r e a c c e s s   (M U S A )   S pa r s e   c o de   m ul t i pl e   a c c e s s   (S CM A )   U s e r   o v e r l o a di n g     C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   E s ra a   M o s l e E i d,   E l e c t r i c a l   E n gi n e e r i n g   D e pa rt m e n t ,     F a c ul t y   of   E n g i n e e ri n a t   S h o ub r a ,     B e n ha   U ni v e r s i t y ,   Ca i r o ,   E gy pt .   E m a i l :   e s r a a . s o l i m a n@ f e n g . b u. e du. e g       1.   I N TR O D U C TI O N     In  t h e   upc o m i n g   5G   n e t w o r k ,   i t   i s   e xpe c t e d   t ha t   i t   c a h o l d   e n o r m o us   num b e o f   a ppl i c a t i o n s   a nd  t e rm i na l s .   O n e   o f   t h e   m o s t   i m po rt a nt   5G   r e qu i r e m e n t s   i s   t ha t   i t   s h o ul s uppo r t   e n o rm o us   c o n n e c t i v i t y   [1]  w i t a   h uge   n u m b e r   o f   de v i c e s .   T h e   n e w   s t a n d a r d   i s   e xpe c t e t o   b e   i m p l e m e nt e d   i 2 020;   c o n s e que n t l y   a t   t hi s   p h a s e   a   l o t   o f   r e s e a r c i s   b e i ng  c a rri e o ut .   5G   s y s t e m s   s h o ul b e   a b l e   t o   s uppo r t   a   ra t e   o f   s e v e r a l   10 ’s   o f   m e ga b i t s   pe s e c o n s e r v i n g   1 0000’s   o f   us e r s   a n d   a   l a t e n c y   of   m s e c   [2] .   N o n - O r t h o go n a l   M u l t i pl e   A c c e s s   (N O M A )   s c h e m e s   a r e   r e c o m m e n de a s   t h e   p r o pe r   s o l ut i o t o   ra i s e   t h e   n u m b e r   o f   c o n n e c t e t e r m i n a l s   f o r   r e s t ri c t e n u m b e r   o f   r e s o ur c e s   [3].   U n l i ke   t ra di t i o n a l   o rt h o go n a l   m u l t i pl e   a c c e s s   t e c h ni que s ,   N O M A   i n t r o duc e s   s o m e   c o n t r o l l a b l e   i n t e r f e r e n c e   t o   i m pl e m e n t   o ve r l o a di ng  w i t h   i n c r e a s i ng  t h e   r e c e i v e r   c o m pl e xi t y   l e a di n t o   m o r e   s pe c t r a l   e f f i c i e n c y   a n d   e n o r m o us   c o nn e c t i v i t y   [4].   D i f fe r e n t   n o n - o rt h o go n a l   m ul t i p l e   a c c e s s   s c h e m e s   a r e   s ugg e s t e fo r   5G   c o m m u n i c a t i o n e t w o r ks ,   s uc h   a s   M u l t i   U s e r   S ha r e A c c e s s   (M U S A a n S p a r s e   Co de   M ul t i pl e   A c c e s s   (S CM A [5]  a n o t h e r s M U S A   i s   a   o n e   o f   t h e   5G   m ul t i p l e   a c c e s s   s c h e m e   t h a t   i s   s u gge s t e by   Z T E .   M U S A   e m pl oy s   t h e   c h a ra c t e r i s t i c s   of  s ui t a b l e   s p r e a di n g   s e que n c e s   a n d   S uc c e s s i ve   I n t e r f e r e n c e   C a n c e l l a t i o ( S IC )   r e c e i ve r   [ 6].   A t   t h e   t ra n s m i t t e s i de ,   us e r ’s   d a t a   a r e   s p r e a de d   f i r s t   by   us i ng   o n e   o f   t h e   s pe c i a l   s pr e a d i n g   s e que n c e s ,   a nd   t h e t h e y   a r e   o v e r l a ppe a n t ra n s m i t t e t hr o ug h   t h e   c ha nn e l .   A t   t h e   r e c e i v e r   s i de ,   a n   S I r e c e i ve r   i s   us e t o   r e c ove r   t h e   d a t a     of   e a c h   us e r .   In  [ 7 ,   8 ],   t h e   a u t h o r s   i nt r o duc e d   S CM A   a s   o n e   o f   t h e   n e w   m ul t i pl e   a c c e s s   s c h e m e .   I S CM A ,   i n c o m i ng   da t a   f l o w   f r o m   di f f e r e n t   us e r s   a r e   s t r a i g h t   m a ppe t o   c o de   w or ds   o f   di v e r s e   m ul t i - d i m e n s i o n a l   c o de b oo ks ;   w i t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   1 J ul y   201 9   :     3 6 5   -   3 72   366   e a c h   c o de w o r a ppe a r s   a s   a   s p r e a t ra n s m i s s i o n   l a y e r .   T h e   s p a r s i t y   of   c o d e   w o r ds   m a ke s   t h e   de t e c t i o n   a pp r o pri a t e   t hr o ug r e f i n e d   m e s s a ge   pa s s i n g   a l go r i t h m   (M P A ) I [4] ,   t h e   a u t h o r s   c o m pa r e d   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t hr e e   N O M A   s c h e m e s ,   S CM A ,   M U S A   (3 - a r y   t y pe ) ,   a n P a t t e rn   D i v i s i o n   M ul t i p l e   A c c e s s   (P D M A ).   T h e   r e s ul t s   s h o w   t h a t   S CM A   ha s   t h e   hi g h e r   pe r f o r m a n c e   i n   t e rm s   o f   B E R .   O t h e   o t h e r   ha n d ,   b o t h   M U S A   a n d   P D M A   ha v e   a n   i de n t i c a l   pe r f o r m a n c e .     In  [ 9],   t h e   m a j o r   t e c hn o l o g y   a s pe c t s   o f   n o n - o rt h o go n a l   m u l t i - us e s upe r po s i t i o t ra n s m i s s i o a n s h a r e d   a c c e s s   w e r e   a dd r e s s e d.   T h e   di s c us s i o c o ve r e b a s i c   p r i n c i pl e s   a n d   i n d i v i dua l   s c h e m e s   f o b o t h   dow n l i nk  a n d   up l i n k   c e l l u l a s y s t e m s ,   f o r   b o t h   m o b i l e   b r o a dba n d   a n d   I nt e rn e t - of - t h i ngs   s c e na r i o s .   S e v e r a l   ke y   t e c hn i q ue s   w e r e   de s c r i b e d:   S CM A ,   M U S A   a n d   P D M A ,   t o ge t h e r   w i t s i m ul a t i o n   r e s ul t s .   T h e   r e s ul t s   a s   w e l l   i n c l ude t h e   us e r   o v e r l o a di n g   pe r f o r m a n c e   w i t h   t h e   B E R   fo r   t h e   t hr e e   t e c hn i q ue s I [5] ,   w e   pr o po s e a   n e w   t y p e   of   s pr e a di ng  c o de s ,   5 - a r y   c o d e s .   We   c o m pa r e t h e   pe rfo r m a n c e   o f   5 - a r y   c o de s   w i t di f f e r e n t   c o m pl e s pr e a d i n g   c o de s   t y p e s   w h i l e   c h a ngi n g   t h e   o r de ri n g   m e t h o o f   t h e   S IC   r e c e i v e r   f o r   M U S A .   We   f o un d   t ha t   S i g n a l   t o   I nt e r f e r e n c e   pl us   N o i s e   R a t i o   (S IN R b a s e o r de ri ng  S IC  m e t h o h a s   b e t t e s y s t e m   pe r f o r m a n c e   fo r   M U S A   w h i l e   us i n g   e i t h e r   3 - a r y   c o d e s   o r   5 - a r y   c o de s .   In   t h i s   pa pe r,   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   B E R   f o r   o ur   p r o po s e 5 - a ry   M U S A   s c h e m e   a n S CM A   i s   s t ud i e i t e r m s   o f   us e o v e r l o a di n g   s h o w i n g   t h e   e f fe c t   o f   i n c r e a s i ng  t h e   num b e o f   us e r s   f o r   t h e   t w o   s c h e m e s   w h i l e   ke e pi n g   t h e   s a m e   s y s t e m   pa r a m e t e r s .   T h e   r e s t   o f   t h e   pa pe i s   o r ga ni z e a s   f o l l ow s .   In   S e c t i o n   2 , 5 - a r y   M U S A   w i t t h e   de s i g o f   t h e   c o m pl e s p r e a d i n g   c o de s ,   m o de l s   o f   M U S A   t r a n s m i t t e r   a n d   r e c e i v e r   a n d   S CM A   w i t t h e   t ra n s m i t t e a nd  r e c e i v e r   m o de l a r e   de s c r i b e d.   N u m e ri c a l   r e s ul t s   a r e   p r o v i de i S e c t i o n   3   a n d   t h e   c o n c l us i o n   i s   gi v e i S e c t i o n   4 .       2.   R ES EA R C H   M ET H O D   In  t h i s   s e c t i o w e   a r e   go i n g   t o   g i v e   a   b ri e f   v i e w   o n   o u r   p r o pos e s c h e m e   f o m u l t i pl e   a c c e s s   w h i c i s   5 - a r y   M U S A   s h ow i n g   b o t h   t ra n s m i t t e a n d   r e c e i v e r   m o de l s   i n c l ud i n t h e   t y pe   o f   c o d e s   us e fo r   s pr e a d i n g .   A n o t h e s c h e m e   i s   a l s o   d i s c us s e i t hi s   s e c t i o n   c a l l e S CM A   s h o w i n g   b o t h   t h e   t r a n s m i t t e a nd    r e c e i v e r   m o de l s .     2. 1 .     5 - a r y   M u l ti   U s e r   S h ar e d   M u l ti p l e   A c c e s s   (M U S A )   M U S A   a do pt s   a   gra n t - f r e e   a c c e s s   s t r a t e gy   t h a t   s i m p l i f i e s   t h e   a c c e s s   pr o c e dur e   s i gni f i c a nt l y .   In  a ddi t i o n,   a a dv a n c e c o de   do m a i n o n - o r t h o go n a l   c o m pl e s p r e a di n g   i s   us e d   t o   a c c o m m o da t e   m a s s i v e   n u m b e o f   us e r s   i t h e   s a m e   ra di o   r e s o ur c e s .   T h e   c h a ra c t e r i s t i c s   o f   M U S A   l i e   m a i nl y   o n   t h e   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   i m p r o v e s i gni f i c a n t l y .   It   s uppo rt s   a   h uge   nu m b e r   o f   us e r s - a c c e s s ,   a n n o   s y n c hr o ni z a t i o n   i s   n e e de w h i c i s   b e n e f i c i a l   t o   i m p r o v e   t h e   b a t t e r y   l i f e .   T h e r e f o r e ,   t h e   t e c hn o l o g y   of   M U S A   upl i n k   i s   v e r y   s ui t a b l e   f o r   t h e   Io T   n e t w o r a pp l i c a t i o w h e r e   t h e   up l i nk  t r a n s m i s s i o n s   a r e   n o t   t i g ht l y   s c h e dul e d,   a n d   t h e   g r a nt s   fo r   t ra n s m i s s i o a r e   n o t   s i g na l e pe r   us e r   b a s i s ,   a n d   w i t h   a   hi gh  o v e r l o a di n g   [10 ,   1 1].     F i gu r e   1   s h o w s   t h e   b a s i c   f e a t ur e s   o f   M U S A   w i t 300 us e o v e r l o a di n g.   G ra n t - f r e e   t ra n s m i s s i o a nd  hi g us e o v e r l o a di n g   pe r f o r m a n c e   c a b e   a c hi e v e by   M U S A ,   w h i c i s   i m po rt a nt   t o   i m p r o v e   c o nn e c t i o n   e ff i c i e n c y   a n s uppo r t   t h e   r e qui r e d   c o nn e c t i o n   de n s i t y   [12].   A   f a m i l y   of   c o m pl e s e que n c e s   w i t s h o r t   l e n gt i s   c h o s e a s   s p r e a di n g   s e que n c e   f o r   t h e i a b i l i t y   t o   e n a b l e   s i m pl e   a n r o b us t   s uc c e s s i v e   i n t e r f e r e n c e   c a n c e l l a t i o n   a t   t h e   r e c e i ve r   a n de a l   w i t h   hi g h e r   us e o ve r l o a d.           F i gu r e   1 .   A e xa m pl e   o f   M U S A   w i t us e o v e r l o a di n g   300%   [11]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f om anc e   a nal y s i s   of   5 - ar y   MU S A   and  SCM A   f or   u pl i nk   t r ans m i s s i on   ( E s r aa   Mos l e h   E i d )   367   U s e r   o v e r l o a di n g   m e a n s   ha v i ng  a   n um b e o f   us e r s   t ha t   i s   m o re   t h a t h e   n u m b e r   o f   a v a i l a b l e   r e s o ur c e s   a n t h e y   h a v e   t o   s h a r e   t h e s e   r e s o ur c e s   i n   o rde t o   a c c e s s   t h e   n e t w o r k.   F o r   M U S A ,   e a c m o dul a t e s y m bo l   i s   s pr e a de d   by   a   c o m pl e x   s p r e a di ng   c o de   of   l e ngt L   t o   b e   t r a n s m i t t e d   o R   t i m e   a n d/ o f r e que n c y   r e s o ur c e s   [1 3].   If   t h e   n um b e o f   a c c e s s i n g   us e r s   i s   N ,   us e o v e r l o a di n c a b e   de f i n e a s :     u se r o v e r l o a d i n g = N L × 100%                                       (1)     2. 1 . 1.   5 - A r M U S A   T r an s m i tte r   M o d e l   In  o ur   s y s t e m   m o de l ,   M U S A   t ra n s m i t t e i s   b a s e o n   a   ra n do m   p r o c e s s   f o r   ge n e r a t i n g   s t r e a m   o f   da t a   b i t s   f o r   e a c us e r.   E a c us e r ’s   d a t a   i s   t h e m o dul a t e us i n g   Q u a d r a t u r e   P h a s e   S i f t   K e y i n g   (Q P S K g i v i n g   a   s t r e a m   o f   s y m bo l s   fo r   e a c us e r;   t h e   n u m b e r   o f   s y m bo l s   n o w   i s   h a l f   t h e   n u m b e r   o f   b i t s .   E a c us e r ’s   m o dul a t e s y m bo l s   a r e   t h e n   s p r e a de us i n g   a   s pe c i a l   t y pe   of   s pr e a di ng   c o de s   kn o w n   a s   5 - a r y   c o m pl e s p r e a di ng  c o de ,   w h i c w i l l   b e   e xpl a i n e s h o r t l y .   B l i n de t e c t i o n   i s   a p pl i e a t   b a s e   s t a t i o f o r   M U S A   i n   w hi c a c t i v e   us e r ,   us e r   s pr e a d i n g   c o de   a n d   us e r   c h a nn e l   w o ul n o t   b e   k n o w n   b e fo r e   ha n di ng  [ 14] .     2. 1 . 2 .   S p r e ad i n g   S e q u e n c e s   S pr e a d i n g   c o de s   w i t s h o rt   l e n gt a n d   go o us e o v e r l o a di ng  pe r f o r m a n c e   a r e   de s i g n e f o M U S A .   A s   t h e   s p r e a d i n g   c o de   l e n g t i s   r e l a t i v e l y   s h o rt   a n d   i t s   e l e m e nt s   ha v e   l i m i t e d   v a l ue s ,   b a s e   s t a t i o c a ge n e ra t e   n u m e r o us   l o c a l   s pr e a d i n c o de s   w i t h   l o w   c o r r e l a t i o n .   T h e   f a m i l y   of   c o m pl e s pr e a di ng  c o de s   i s   ve r y   us e f ul ,   due   t o   t h e   de s i g f r e e do m   w i t r e a l   p a rt   a n d   i m a gi na r y   pa rt .   Co m pl e S p r e a di n g   Co de s   f o r   5 - a r y   s e que n c e   [5]   t a ke s   t h e i r   v a l ue s   f o r   e a c e l e m e n t   i t h e   c o de   f r o m   t h e   s e t   { - 2,   - 1,   0 ,   1 ,   2,   - 1 + i ,   i ,   1 + i ,   - 1 - i ,   - i ,   1 - i ,   - 2+ i ,   - 2 + 2i ,   - 1+ 2i ,   - 2 - i ,   - 2 - 2 i ,   - 1 - 2i ,   2 i ,   - 2 i ,   1+ 2 i ,   1 - 2i ,   2 + i ,   2 + 2i ,   2 - i ,   2 - 2i } .   A s   s h o w n   i F i g u r e   2 ,   t h e   s e t   c o n s i s t s   o f   25   v a l ue s   t ha t   w i l l   b e   us e t o   ge n e r a t e   t h e   c o de .   A s   a   r e s ul t ,   25 L   c o de s   c o ul be   ge n e r a t e d,   w hi c h   m a y   be   m uc b e t t e r   f o r   l a r ge   n u m b e r   o f   us e r s   a c c e s s i n i n   a   g r a nt - f r e e   m a nn e r.             F i gu r e   2 .   Co m p l e s e t   { - 2, - 1 , 0 , 1 , 2}   (M - a r y = 5)       2. 1 . 3 .   5 - a r y   M U S A   R e c e i v e r   M o d e l   M U S A   r e c e i ve r   i s   m a i n l y   b a s e o S IC,   t h a t   i s   us e t o   s e pa ra t e   t h e   s upe r i m po s e s y m b o l s   a c c o r di n g   t o   t h e   r e c e i v e S IN R   di f fe r e n c e .   A O r de r e S uc c e s s i ve   I nt e r f e r e n c e   C a n c e l l a t i o (O S IC i s   o n e   t y p e   o f   t h e   de t e c t i o n   m e t h o ds   t h a t   i s   us e t o   r e v e a l   a l l   t h e   r e c e i v e da t a   s t r e a m s   a s   s t a ge s .   T h e   r e v e a l e s i gna l   f r o m   e a c h   s t a ge   i s   de duc t e f r o m   t h e   r e c e i v e s i gn a l   t h e n   t h e   r e s i dua l   s i gna l   c a b e   us e i n   t h e   n e xt   s t a ge s   [15]  a s   s h o w n   i n   F i gu r e   3.   In  M U S A ,   S IC   i s   us e d   t o   f ul f i l l   M ul t i   U s e r   D e t e c t i o (M U D a t   t h e   r e c e i v e r .   O n e   o f   t h e   s t a n d a r d   l i n e a de t e c t i o m e t h o ds   i s   t h e   M i n i m u m   M e a S qu a r e   E rr o (M M S E )   t e c hni que   a n d   w e   a r e   go i ng  t o   us e   i t   t o   de t e c t   us e r ’s   d a t a   i o ur  m o de l .   T h e   m o de l   e qua t i o n   f o r   a   s y s t e m   w i t a   l i n e a r   r e c e i v e r   i s   gi v e by     y = h   x + n                                                                             (2)     w h e r e   y ,   i s   t h e   t o t a l   r e c e i v e s i gna l   a t   t h e   r e c e i v e r ,   h   i s   t h e   c ha nn e l   c o e ff i c i e n t   m a t r i x,   x   i s   t h e   c o m po s i t e   t r a n s m i t t e s i g n a l   a n d   n   i s   a   c o m pl e x - v a l ue d   n o i s e   s a m pl e   t a ke f r o m   a   z e r o   m e a G a us s i a di s t ri b ut i o n     w i t v a ri a n c e   σ 2   In  o r de r   t o   de t e c t   t h e   s i g n a l   o f   e a c h   us e r   a t   t h e   r e c e i v e r ,   w e   m us t   f i r s t   c o m put e   t h e   i n v e r s e   o f   t h e   c h a nn e l   m a t r i x   h   w h i c h   i s   h - 1   a n d   m u l t i pl y   ( 2 )   by   t h i s   i n v e r s e   t o   ge t   t h e   e s t i m a t e s i g na l   x ̃     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   1 J ul y   201 9   :     3 6 5   -   3 72   368   h 1   y =   x ̃ + n ̃                                                                     (3)       x ̃ =   h 1   y n ̃                                                                     (4)     w h e r e   n ̃   i s   n   m ul t i p l i e d   by   1 .   F o t h e   di f f i c ul t y   o f   c o m put i n g   t h e   t e rm     h 1   y    a s   t h e   i n v e r s e   o n l y   e xi s t s   f o r   s qua r e   m a t ri c e s ,   a   r e f i n e d   de f i n i t i o n   o f   a n   i n v e r s e   i s   ( h H   h ) 1   h H   as       W ZF =   ( h H   h ) 1   h H                                                           (5)     w h e r e   ( . ) H   de n o t e s   t h e   H e r m i t i a t ra n s po s e   o pe r a t i o n ,   W ZF i s   t h e   w e i g h t   m a t ri c o r e s po n ds   t o   z e r o   f o r c i ng  t e c hn i q ue .   F o M M S E   t e c hni que ,   t h e   M M S E   w e i gh t   m a t ri x   i s   gi v e n   a s     W MM S E =   ( h H   h   + σ 2   I ) 1   h H               (6)     w h e r e   σ 2   i s   t h e   v a r i a n c e   a t   t h e   r e c e i ve   a n t e nn a   a n I   i s   t h e   i de n t i t y   m a t r i x .     N o w   r e w r i t i n g   ( 4 ) ,   w e   ge t       x ̃ =   W MM S E   y                                                                   (7)         F i gu r e   3 .   O S IC   s i g na l   de t e c t i o n       2. 1 . 4.   SINR   B as e d   O r d e r i n g   M e th o d   In  t hi s   m e t h o d,   s i g na l s   ha v i n g   h i g h e S i g na l   t o   I nt e r f e r e n c e   pl us   N o i s e   R a t i o   (S IN R a r e   de t e c t e f i r s t   a t   r e c e i ve r .   T h e   S IN R   c a b e   c a l c ul a t e us i ng  t h e   f o r m ul a   [1 6]     S I N R i =   E x | w i , M M S E   h i | 2 E x | w i , M M S E   h l |   +   σ 2 l i w i , M M S E   2              (8)     w h e r e   E x ,   i s   t h e   e n e r gy   o f   t h e   t ra n s m i t t e s i g na l s ,   w i , MM S E     i s   t h e   i t r o w   o f   t h e   M M S E   w e i gh t   m a t r i x   a n d     h i   i s   t h e   i th   c o l um o f   t h e   c h a nn e l   m a t r i w i t i   r e f e r ri n g   t o   t h e   n u m b e r   o f   t r a n s m i t t i n a nt e nna .     2. 2   S p ar s e   C o d e   M u l ti p l e   A c c e s s   ( M U S A )   O n e   o f   t h e   n o n - o rt h o go n a l   m ul t i p l e - a c c e s s   t e c h ni que s   t ha t   i s   b e i n s o p h i s t i c a t e w i t 5G   a n d   o t h e f ut ur e   c o m m u ni c a t i o n s   s y s t e m s   i s   S CM A .   I m a n y   a pp r o a c h e s ,   S CM A   c a b e   t r e a t e a s   a   c o m b i na t i o n   o Co de   D i v i s i o n   M u l t i pl e   A c c e s s   (CD M A t h a t   i s   us e i 3 G   n e t w o r ks   a nd  O rt h o go n a l   F r e que n c y   D i v i s i o n   M ul t i pl e   A c c e s s   (O F D M A t h e   o n e   b e i ng   us e i 4G   n e t w o r ks   [ 9].   F i gu r e   4   s h o w s   a e xa m pl e   o f   S CM A ,   w h e r e   t h e   c o de da t a   s t r e a m   a r e   d i r e c t l y   m a ppe t o   a   c o de w o r w i t n o nz e r o   s p a r s e   e l e m e nt s   f r o m   a   c o de boo k.   H e r e ,   t h e r e   a r e   o n l y   o r t h o go na l   r e s o ur c e s   us e t o   t ra n s m i t   s pa r s e   c o de w o r ds   gi v i n g   a   us e o v e r l o a di n g   of  150%.     E a c h   c o de w o r i s   a   c o l um n   i n   t h e   c o de boo k.   T h e   w a y   o f   c h o os i n t h e   c o de w o r i n   a   c e r t a i c o de boo k   fo r   a   c e r t a i us e de pe n ds   o t h e   us e r ’s   c o de b i t s .   A s   a e xa m p l e ,   i f   t h e   us e r s   c o de b i t s   a r e   ( 0,   0) ,   t h e   f i r s t   c o l um w i l l   b e   t h e   c o de w o r f o r   t hi s   da t a ,   (0,   1 t a ke s   t h e   s e c o n c o de w o r d,   (1,   0)   t a ke s   t h e   t h i rd  c o de w o r a n (1 ,   1 t a ke s   t h e   l a s t   c o de w o r d.   T a ke   i nt o   a c c o un t   t h a t   i a n y   c o d e boo t h e   n u m b e r   o f   c o de w o r ds   a n t h e   n u m b e r   o f   o r t h o go n a l   r e s o ur c e s   m us t   b e   t h e   s a m e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f om anc e   a nal y s i s   of   5 - ar y   MU S A   and  SCM A   f or   u pl i nk   t r ans m i s s i on   ( E s r aa   Mos l e h   E i d )   369       F i gu r e   4 .   A e xa m pl e   o f   S CM A   w i t h   s i x   us e r s   a n d   150%   o ve r l o a di ng       2. 2 . 1 .   S C M A   Tr an s m i tte r   M o d e l     A t   t h e   t r a n s m i t t e s i de ,   e a c us e i s   a l l o c a t e a   d i f fe r e nt   c ode boo h a v i n g   a   num b e o f   c o de boo ks   e qua l   t o   N .   E a c h   c o de boo c o n t a i n s   R   c o de w o r ds   e a c o n e   o f   l e n gt S .   T h e   num b e o f   n o n   z e r o   e l e m e n t s   (N Z E i e a c c o de w o r m us t   b e   l e s s   t h a S ,   l e a di n g   t o   a   s p a r s e   c o de w o r ds .   T h e   r e c e i ve s i g na l   o s ub c a rri e r   s   c a n   b e   r e pr e s e nt e by :       =     = 1 +                                                          (9)     w h e r e   x sn   i s   t h e   s th   c o m po n e nt   o f   t h e   c o de w o r x n   f o r   us e n,   h sn   i s   t h e   c h a nn e l   g a i o f   us e r   n   a t   t h e   s th   s ub c a rr i e r,   a n n k   i s   a   c o m pl e n o i s e   s a m pl e   t a ke n   f r o m   a   z e r o   m e a G a us s i a di s t r i b ut i o n   w i t v a ri a n c e   σ 2 .   T h e   t o t a l   s y s t e m   m o de l   i s   s h o w n   i F i gu r e   5 .             F i gu r e   5 .   S CM A   t ra n s m i t t e a nd  r e c e i v e r       2. 2 . 2 .   S C M A   R e c e i v e r   M o d e l     T h e   p r o c e dur e   o f   M e s s a ge   P a s s i n g   A l go r i t h m   (M P A )   c a b e   e xpl a i n e d   by   t h e   f a c t o g r a p a s   s h o w n   i n   F i gu r e   6 ;   t h e   g ra p i n c l ude s   b o t h   v a r i a b l e   n o de s   a n f a c t o r   n o de s .   P a r t i c ul a rl y ,   i n   S CM A ,   v a r i a b l e   n o de s   c o n s i s t   o f   t ra n s m i t t e d   c o de w o r ds   f r o m   N   us e r s ,   f a c t o r   n o de s   c a n   b e   s e e n   a s   t h e   r e c e i v e s i gna l s   o ve r   s ub c a r ri e r s ,   a nd  t h e r e   e xi s t s   a e dge   b e t w e e n   a   v a r i a b l e   n o de   x n   a n d   a   f a c t o n o de   y k   i f   a nd   o n l y   i f   x kn     0.   M e s s a ge   c a b e   pa s s e a m o n v a ri a b l e   n o de s   a n d   f a c t o r   n o d e s   t hr o ug t h e   e dge s .   A s   s h o w n   i F i g u r e   6 ,   e a c h   v a r i a b l e   n o de   i s   c o nn e c t e o n l y   w i t h   f a c t o n o de s   a nd  e a c h   f a c t o r   n o de   c a n   b e   c o n n e c t e w i t t hr e e     v a r i a b l e   n o de s .   In  o r de r   t o   m a i nt a i n   a   r e a s o n a b l e   l e v e l   o f   s pa r s i t y ,   t h e   n u m b e r   o f   c o nn e c t i o n s   b e t w e e n   a   c e rt a i v a r i a b l e   n o de   a n a l l   f a c t o n o de s   m us t   n o t   e xc e e t h e   t o t a l   n um b e r   o f   f a c t o r   n o de s   [17 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   1 J ul y   201 9   :     3 6 5   -   3 72   370   1)   N um b e r   o f   c o n n e c t i o b e t w e e n   a   v a ri a b l e   n o de   a nd  a l l   f a c t o n o de s   =   2 .   2)   N um b e r   o f   us e r s   N   ( 2 )     ( 1 ) 2 = 6 ,   f o r   k =4   3)   U s e r   o v e r l o a di n g   f a c t o r     = 1 . 5 = 1 5 0 %   4)   F a c t o r   g ra p = [ 1     1     1     0     0     0 1     0     0     1     1     0 0     1     0     1     0     1 0     0     1     0     1     1 ]           F i gu r e   6 .   F a c t o r   g ra p r e p r e s e n t a t i o o f   M P A       T o   e n a b l e   h i g h e c o nn e c t i v i t y   i n   S CM A ,   t h e   us e   o f   S CM A   o ve r l o a di n g   i s   v e r y   be n e f i t .   H ow e v e r ,   i n c r e a s i ng  t h e   o v e r l o a di n f a c t o r     w i l l   c a us e   a i n c r e a s e   o n   t h e   num b e r   o f   c o l l i di n g   l a y e r s   pe r   e a c h   r e s o ur c e   e l e m e n t   ( RE ) .   S upe r i m po s i n g   l a r ge   num b e o f   c o de w o r e l e m e nt s   a t   a   RE   c a us e s   a   s i g n i f i c a nt   de g r a d a t i o o B E R   pe r fo r m a n c e .   T h e   c o m pl e xi t y   o f   M P A   i s   pr o po r t i o n a l   t o   ,   a s   i n c r e a s i n   i n c r e a s e s   t h e   c o m pl e xi t y   e xpo n e n t i a l l y   [18].       3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   In  t h i s   s e c t i o n,   s i m ul a t i o n s   w i t s m a l l   p a c ke t   t r a f f i c   m o de l   a r e   pe r f o r m e d.   P a r t i c ul a rl y ,   Q P S K   m o dul a t i o i s   us e du r i ng  t h i s   s i m ul a t i o n.   T h e   t o t a l   n u m b e of   us e r s   i s   v a r y i n g   b e t w e e n   { 4,   6 ,   8,   1 0,   a nd   12}   s h a ri n o r t h o go na l   r e s o ur c e s .   T h e r e f o r e ,   t h e   o ve r l o a di n g   f a c t o r   i s   v a r y i n b e t w e e n   { 100% ,   150 %,   200% ,   250%   a nd   300%} .   T h e   S N R   t a ke s   a   r a nge   f r o m   0dB   t o   5 0dB .   T h e   c o de boo ks   i n   S CM A   a r e   de s i g n e a c c o r di n g   t o   [15] ,   s p r e a di ng   s e que n c e s   i M U S A   a r e   ge n e r a t e b y   ps e udo r a n do m   s e que n c e s   w h o s e   r e a l   a n d   i m a gi na r y   a r e   t a ke f r o m   { - 2, - 1 ,   0 ,   1 ,   2}   f o r   5 - a r y   c o de s   a n d   t a ke f r o m   { - 1 ,   0 ,   1}   f o r   3 - a r y   c o d e s .   T h e   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   i s   s h o w n   i t e rm s   o f   B E R   i R a y l e i gh  f a di n g   c ha nn e l s .   In  F i gu r e   7,   t h e   B E R   pe r f o r m a n c e   i s   s h o w n   f o r   5 - a r y   M U S A ,   3 - a r y   M U S A   a n d   S CM A   i s   s h o w n   f o r   150%  us e r   o v e r l o a di n g.   T h e   r e s ul t s   s h o w   t ha t   S CM A   ha s   b e t t e pe r f o rm a n c e   t h a t h e   o t h e r   t y pe s   b e c a us e   o t h e   l o w   us e r   o ve r l o a di n g   b e s i de   t h e   s ha pi ng  g a i p r o pe r t y .   I n   a ddi t i o n,   5 - a r y   M U S A   pe r fo r m a n c e   o ut pe r f o r m s   t h e   3 - a r y   M U S A .   Co m pa r i ng  t h i s   r e s ul t   w i t h   t h e   r e s ul t s   i [4],   w e   f i n t h a t   t h e   s i m i l a r e s ul t s   e xi s t   o f   bo t h   S CM A   a n 3 - a r y   M U S A .   W e   a dde t o   t h e   g ra p t h e   pe r f o r m a n c e   o f   5 - a r y   M U S A   w h i c h   a ppe a r s   b e t t e t ha 3 - a r y   M U S A .           Fi gu r e   7 .   M U S A   a n d   S CM A   1 50%   us e o v e r l o a di n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f om anc e   a nal y s i s   of   5 - ar y   MU S A   and  SCM A   f or   u pl i nk   t r ans m i s s i on   ( E s r aa   Mos l e h   E i d )   371   In  F i gu r e   8 ,   t h e   B E R   pe r f o r m a n c e   i s   s h o w n   f o r   200%  us e r   o v e r l o a di n g.   T h e   r e s ul t s   s h o w   t ha t   w hi l e   i n c r e a s i ng  t h e   num b e r   o f   us e r s   t h a t   y i e l ds   t o   h i g h e r   o v e r l o a di n g ,   S CM A ’s   pe r f o r m a n c e   i s   a f f e c t e by   t h e   c o l l i s i o n   t ha t   o c c ur s   due   t o   t h e   po s i t i o n s   o f   z e r o s   i n   di f f e r e n t   c o d e boo ks   a r e     n o t   di s t i n c t .   It   i s   s h o w n   t h a t   5 - a r y   M U S A   h a s   t h e   b e s t   pe r f o r m a n c e .   It   i s   a l s o   e xpe c t e fo r   t h e   s a m e   s m a l l   num b e r   o f   o r t h o go n a l   r e s o ur c e s   a n d   w h i l e   i n c r e a s i ng  t h e   n u m b e r   o f   us e r s   s ha r i ng  t h e m   t h e   B E R   w i l l   i n c r e a s e   c o m pa r e t o   F i gu r e   7 .             F i gu r e   8 .   M U S A   a n d   S CM A   2 00%   us e o v e r l o a di n g       In  F i gu r e   9,   t h e   B E R   pe r f o r m a n c e   i s   s h o w n   f o 250%   us e o ve r l o a di ng.   T h e   r e s ul t s   s h o w   t ha t   S CM A   ha s   t h e   l o w e s t   pe r f o r m a n c e   c o m pa r e t o   M U S A   e v e n   t ha t   M U S A ’s   pe r f o r m a n c e   de c r e a s e s   b ut   i t   s t i l l   o ut pe r f o r m s   S CM A .   I n   F i gu r e   10 ,   t h e   B E R   pe r f o r m a n c e   i s   s how n   f o r   300%   us e o ve r l o a di ng.   T h e   r e s ul t s   s h ow   t h a t   5 - a r y   M U S A   s t i l l   ha s   t h e   b e s t   pe r f o r m a n c e .     T a k i n g   S N R = 20dB   a s   a   m i po i nt   t o   s t udy   t h e   e f fe c t   of   c h a n gi ng  t h e   n u m b e r   o f   us e r s   w hi l e   us i n g   S CM A   a n d   M U S A   y i e l ds   t o   t h e   r e s ul t s   s h o w n   i F i gu r e   11 .   A s   s h o w n ,   t i l l   15 0%  o v e r l o a di n g ,   S CM A   ha s   b e t t e pe r f o r m a n c e   t h a 5 - a r y   M U S A .   A t   200%   o v e r l o a di n g ,   b o t t y pe s   of   M U S A   h a s   l o w e r   B E R   t h a S CM A   s pe c i f i c a l l y   5 - a r y   o n e .             F i gu r e   9 .   M U S A   a n d   S CM A   2 50%     us e r   o v e r l o a di n g   F i gu r e   10 .   M U S A   a n d   S CM A   300%     us e r   o v e r l o a di n g             F i gu r e   11 .   M U S A   a n d   S CM A   us e o ve r l o a di ng  f o r   S N R = 20 dB   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 5 ,   N o .   1 J ul y   201 9   :     3 6 5   -   3 72   372   4.   C O N C LU S I O N     In  t h i s   p a pe r,   w e   c o m pa r e d   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t w o   n o n - o r t ho go n a l   m u l t i pl e   a c c e s s   t e c hn i q ue s   w h i c a r e   S CM A   a nd  o u p r o po s e s c h e m e   5 - a r y   M U S A   w h i l e   c ha n g i n g   t h e   us e r   o v e r l o a di n g   f o di f f e r e n t   v a l ue s   o S N R .   T h e   c o m pl e s p r e a di ng  c o de   de s i gn   i s   b ri e f l y   de s c r i b e f o r   t h e   5 - a r y   M U S A .   T h e   p r o c e s s   o f   M P A   fo r   S CM A   i s   e xpl a i n e s h o w i n g   t h e   f a c t o g r a p h .   T h e   f i n a l   r e s u l t s   s h o w   t h a t   S CM A   i s   t h e   s ui t a b l e   t e c hn i que   f o r   m ul t i p l e   a c c e s s   fo r   s m a l l   us e o v e r l o a di n a s   i t   g i v e s   l ow e r   B E R   c o m pa r e t o   b o t h   t y pe s   of   M U S A .   W hi l e   i n c r e a s i ng   us e o v e r l o a di n g ,   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   S CM A   de c r e a s e s   a n d   t h us   5 - a r y   M U S A   gi v e s   b e t t e r   pe r f o r m a n c e   t ha n   S CM A .   T h e   B E R   i s   i n c r e a s i ng  f o r   h i g h e r   us e r   o v e r l o a di n a n f o r   t h e   s a m e   s m a l l   num b e of   o r t h o go n a l   r e s o ur c e s ,   s o   t o   i m p r o v e   t h e   r e s ul t s   w e   m u s t   us e   a   s ui t a b l e   num b e o f   r e s o ur c e s   t ha t   c a a c c o m m o da t e   t h e   h uge   n um b e o f   us e r s   i t h e   f ut u r e   f o r   a   r e a l   c o m m u n i c a t i o s y s t e m .       R EF ER EN C ES   [ 1]     H ua w e i   W hi t e pa p e r ,   5G :   A   T e c hno l og y   V i s i on ,   N o v .   2013 .   h t t p: / / w w w . hua w e i . c o m / i l i nk / e n / do w nl o a d / H W 31484 9.   [ 2]     J .   G .   A ndr e w s ,   S .   B uz z i ,   W .   C ho i ,   S .   V .   H a n l y ,   A .   L oz a no ,   A .   C .   K .   S o o n g ,   a nd   J .   C .   Z h a ng ,   W hat   w i l l   5G   be ? I E E E   J our nal   on   Se l e c t e A r e as   i C om m un i c a t i ons ,   32 ( 6) ,   106 5 10 82 ,   2 014.   [ 3]     L .   D a i ,   B .   W a ng ,   Y .   Y ua n,   S .   H a n ,   C .   I   a nd  Z .   W a ng ,   N on - O r t hog on al   M u l t i p l e   A c c e s s   f or   5G :   S ol u t i ons ,   C ha l l e nge s ,   O ppor t un i t i e s ,   an F ut ur e   R e s e ar c h   T r e nds ,   I E E E   C o m m uni c a t i o n   M a g a z i ne ,   53( 9) ,   74 8 1,   2 015 .   [ 4]     B .   W a n g ,   K .   W a ng ,   Z .   L u,   T .   X i e   a nd   J .   Q ua n,   C om p ar i s on   S t u dy   of   N on - O r t hogo na l   M u l t i p l e   A c c e s s   Sc he m e s   f o r   5G ,   I E E E   B r o a db a nd   M ul t i m e d i a   S y s t e m s   a nd   B r o a dc a s t i ng   ( B M S B ) ,   B e l g i u m ,   20 15 .   [ 5]     E .   M .   E i d   ,   M .   M .   F o ud a ,   A .   S .   T a g   E L di e a nd   M .   M .   T a n t a w y ,   P e r f or m anc e   A nal y s i s   o f   M U SA   w i t h   D i f f e r e nt   Spr e adi ng  C o de s   U s i ng  O r de r e S I C   M e t hod s I E E E   I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o C o m put e r   E ng i ne e r i ng   a nd   S y s t e m s   ( I C C E S ) ,   E gy pt ,   2017 .   [ 6]     T .   Y unz he ng ,   L .   L o ng ,   L .   S h a ng ,   e t   a l . ,   A   Su r v e y :   Se v e r a l   T e c h nol o gi e s   of   N on - O r t ho gona l   T r a ns m i s s i on   f or   5G ,   i C hi na   C o m m uni c a t i o ns ,   1 2( 1 0) , 1 - 15 ,   2015 .   [ 7]     H .   N i ko po ur   a nd   H .   B a l i g h,   Spa r s e   C ode   M u l t i p l e   A c c e s s ,   I E E E   I n t e r na t i o na l   S y m po s i um   o P e r s o na l ,   I ndoo r   a nd   M o bi l e   R a d i o   C o m m uni c a t i o ns   ( P I M R C ) ,   U K ,   201 3.   [ 8]     M .   T a he r z a de h ,   H .   N i ko po ur ,   A l i r e z a   B a y e s t e h,   a n H a d i   B a l i g h,   SC M A   C ode boo k   D e s i gn ,   I E E E   V e hi c ul a r   T e c hno l o gy   C o nf e r e nc e   ( V T C   F a l l ) ,   C a na d a ,   2 0 14.   [ 9]     F. - L .   L uo   a nd  C .   J .   Z h a ng ,   S i gna l   P r oc e s s i ng   f o r   5G :   A l gor i t hm s   a nd  I m p l e m e nt at i on s .   N Y ,   U S A :   W i l e y ,   115 - 142 ,   2016 .   [ 10]     F .   H u ,   D .   X i e   a nd  S .   S he n,   O t he   A pp l i c a t i o o f   t he   I n t e r ne t   of   T hi ng s   i t he   F i e l o f   M e di c al   and   H e al t C a r e I E E E   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o G r e e C o m put i ng   a n C o m m uni c a t i o ns   a nd   I E E E   I nt e r ne t   o f   T hi ng s   a nd  I E E E   C y be r ,   P hy s i c a l   a nd   S o c i a l   C o m put i ng ,   B e i j i ng ,   C h i na ,   201 3.   [ 11]     N .   K um a r ,   N .   C h i l a m ku r t i   a nd   S .   C .   M i s r a ,   B a y e s i a n   C oa l i t i on   G am e   f or   t he   I nt e r ne t   o f   T h i ng s :   a A m bi e nt   I nt e l l i ge nc e - bas e d   E v a l u at i on ,   I E E E   C o m m uni c a t i o ns   M a g a z i ne ,   5 3( 1 ) ,   48 - 55 ,   201 5.   [ 12]     3G P P R1 - 1664 03 ,   G r an t - f r e e   m ul t i pl e   ac c e s s   s c he m e s   f or   m M T C ,   2016 .   [ 13]     Z .   Y ua n ,   G .   Y u,   W .   L i ,   Y .   Y ua n,   a nd  X .   W a ng ,   M u l t i - U s e r   S har e d   A c c e s s   f o r   I n t e r ne t   o f   T h i ng s ,   I E E E   V e hi c u l a r   T e c hno l o gy   C o nf e r e nc e ,   C h i na ,   201 6.   [ 14]     3G P P ,   R1 - 1664 04 ,   R e c e i v e r   de t a i l s   and   l i n k   pe r f or m anc e   f or   M U S A ,   2016 .   [ 15]     G .   J .   F o s c hi n i ,   L ay e r e Spac e - T i m e   A r c h i t e c t ur e   f or   W i r e l e s s   C om m uni c at i on   i a   F adi n E nv i r onm e n t   W he U s i n g   M u l t i - E l e m e nt   A n t e nna s B e l l   L a bs   T e c hn i c a l   J o ur n a l ,   1( 2 ) ,   4 1 - 59,   1996 .   [ 16]     Y . C ho ,   J . K i m ,   W . Y a ng ,   a nd   C .   K a ng ,   M I M O - O F D M   W i r e l e s s   C o m m uni c at i on   w i t h   M at l ab ,   J o hn  W i l e y   &   S o ns   ( A s i a )   P t e   L t d,   32 2 - 324,   2 010 .   [ 17]     Z .   B a i ,   B .   L i ,   M . Y a ng ,   Z .   Y a n ,   X .   Z uo   a nd  Y .   Z h a ng ,   FH - SC M A :   F r e que nc y - H o ppi ng  B as e Sp ar s e   C ode   M u l t i p l e   A c c e s s   f o r   N e x t   G e ne r at i on   I n t e r ne t   of   T h i ngs ,   I E E E   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o ns   a n N e t w o r ki ng   C o nf e r e nc e   ( W C N C ) ,   U S A ,   2 017 .   [ 18]     M .   A l a m   a nd   Q .   Z ha ng ,   P e r f or m anc e   St udy   of   SC M A   C ode boo k   D e s i gn ,   I E E E   W i r e l e s s   C o m m un i c a t i o ns   a nd   N e t w o r ki ng   C o nf e r e nc e   ( W C N C ) ,   U S A ,   2017 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.