TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 12, No. 11, Novembe r   2014, pp. 78 4 5  ~ 785 3   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i11.66 66          7845     Re cei v ed  Jul y  21, 201 3; Revi sed Septe m ber  11, 201 4; Acce pted  Octob e r 2, 20 14   PTS Method with Combined Partitioning Schemes for  Improved PAPR Reduction in OFDM System      Ze y i d  T. Ibra heem 1 *, Md. Mijanur Rahman 2 , S. N. Yaakob 3 ,   Mohammad Shahra zel  Razalli 4 , F Sal m an 5 , Ka w a kib K. Ahm e d 6   1,2, 3,4, 5 School of  Computer a n d  Communic a tio n  Engi ne erin g, Univers i ti Mal a ysi a  Perlis (U ni MAP),    020 00 Ara u , Perlis, Mala ys ia   6 Inter Net W o rks Researc h  Group, Scho ol of  Co mp uting U n i v ersit y  Utar a Mala ysi a  (UUM),    Keda h, Mala ys ia   Corresp on din g  author ema il:  1 ze yidtar iq@ y a hoo.com ,   2 mija nur@u nim ap.e du.m y ,   3 shahru l niz a m @ unim ap.e du. m y ,  4 shahr azel @unim ap.e du. m y ,   5 F S alman @ yah oo.com ,   6 Kaw a kib _ K hady a i r@y aho o . co m        A b st r a ct   Althou gh orth o gon al freq ue nc y divisi on  mu lti p lexi ng (OF D M )  is an efficie n t w i reless trans miss ion   system , it s u ffers from  a cr ucial  drawback  nam e ly hi gh peak-to-av erage power  ratio ( PAPR) that lim its   transmitter po w e r efficiency. Thus, different PAPR  redu ction al gorith m s have be en i n troduc ed. Par t ia l   transmit sequ ence (PTS) is the most attractive  soluti o n  w h ich can provi de go od  PAPR reducti o n   perfor m a n ce w i thout distorti on . In any PT S system, parti ti on ing of the OF D M  frame i n to di sjoint su b-bl oc ks   is a  sig n ific ant  step. Out of t h e ex isti ng  p a rtitioni ng  tech niq u e s, ad jac ent  p a rtition i ng  (AP)  is  a fa irly s i mp le   partitio n in g sche m e ac hiev in g efficient PA PR reducti on  perfor m a n ce. T h is pap er pre s ents an e nha nc e d   PT S appro a ch  that combi nes  tw o PT S partitioni ng sch e m es , adjac ent an d  interl eave d  p a rtitioni ng, in  ord e r   to effectively reduc e the PA PR of  OFDM  systems. With an ai m of de termi n in g the  effects of leng t h   varia b il ity of  ad jace nt p a rtition s , w e  perfor m e d  a n  i n vesti gati on  into t he  per forma n ces  of  a  vari abl e l e n g t h   adj acent p a rtiti oni ng (VL-AP)  and fi xe d le ngt h adj acent p a rtitioni ng i n  co mparis on w i th the enh anc ed P T S  sche m e. F r o m  the vario u s c o mputer si mul a tion r e sults  w i th differe nt types of  mo dul a t ion, w e  confir me d   that the  en ha nced  PTS  method  offers  better  PAPR  reducti on perf o rmanc e  co mpare d   to ad ja cent   partitio n in g for  fixed  and  vari a b le  le ngth w h ic h itself  is b a se d o n  PT S sch e m e  cons id ered  efficie n t in  PA PR   reducti on.     Ke y w ords :   orthogonal frequency divis i on  m u ltiplexing (OFDM), peak-to -average power ratio (PAPR),  partia l  trans mit seq u e n ces (P T S ), adjac ent  partitio n in g PT S (AP-PT S), in terleav ed  partit i oni n g   PTS (IP-PTS) .    Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  Orthog onal f r equ en cy division multipl e xi ng (OF D M), is well -known that has bee n  adopte d  in different stan da rd of wirel e ss co mmuni cati on [1]. OFDM provide s  ma ny advantage s  su ch a s  n a rro w  ba nd inte rferen ce  and  robu stne ss  ag ainst freque n c y sel e ctive f ading [2]. OF DM  has  bee n ad opted fo r bro adba nd  wirel e ss commu ni cation s a nd h a ve bee n su gge sted in  m any  stand ard s . O F DM  re ceive d  a lot  of atte ntion, e s pe ci ally in the fiel d of wi rele ss  comm uni cati ons  becau se of i t s efficient u s e of fre que ncy  ban dwi d th and robu stne ss to m u lti-path fadi ng,  immunity to the inte r-sym bol inte rfere n c e  (ISI ), and  ability for hig h  data  rate s  [3]. From the s e  advantag es,  the OF DM  h a s  alr eady  b een  propo se d a s  th e di g i tal terrest r ial  broad ca stin g   system s and  the standa rd  transmi ssion  techniq ue in  the wirele ss LAN system s [4]. Also, the   OFDM te chni que is  reg a rded a s  one  of the c andi date tran smi ssi on techniq ues fo r the next   gene ration of  mobile com m unication s system s [5].  Ho wever, on e major d r a w back of OFDM is a   large peak to  average power  rati o  (PAPR). It is   c a used nonlinear  di s t ortions after amplified by a  power am plifier. Over the  pas t decade, many PAPR reducti on techniques  have been proposed  in the lite r atu r es [6], such  as  clip ping  [7 ], codin g  [8],  sele ctive m a pping  (SLM )  [9], comp andi ng  method s [10] , tone reserv ation (T R) [1 1], tone inje ct ion (TI) [12], active co nste llation extension  (ACE) [13], p a rtial tran smi t  seque nces  (PTS) [ 14, 1 5 ]. Each of these tech niq ues h a s vari ous  costs of the reduced PAPR  and bit error rate  (BER). Among t hese techni ques,  partial transmit  sequence (P TS)  techniqu e is one type  of PAPR reduction meth ods of the probabilistic  schem es.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 11, Novem ber 20 14:  78 45 – 785 3   7846 The ide a  of the PTS is  based on  co mbining  of si gnal sub - blo c ks, which a r e multiplie d  by  weighting factors .  Multiple s e quenc e s   with the lowes t  PAPR ar e trans m itted [16-18]. In this  pape r, we de scribe a PTS  techniqu e that combin ed s two sch eme s  interle a ved  and adja c e n t to   reduce the  PAPR, as well as we st udy and  analyzed adj acent and in terl eaved sub-bl ock  partitioning  schem e,  and focusing on analyses  the  effect of PAPR perfor m a nce for different  length  of di sj oint sub-blo c ks  PTS sche me when  co mpared with  t he  e nha nced PTS  method.   The  paper is organized as follows: In  section II, we briefly  review the P APR of an OFDM si gnal,  and  PTS sc heme is presented. Sec t ion III presents the  sub-block  partitioning  sc hemes .  Sec t ion IV  pre s ent s the  enh an ced  PTS method.  Section  V  sho w s the  p e rform a n c e  of the e nha nce d   method with  simulatio n  re sults. Fin a lly, we en d t he p aper  with bri e f concl u si on s in Section VI.       2. Sy stem Model and PT S Scheme  2.1. PAPR of the OF DM Signal  In OFDM  systems, the di screte -time d o m ain tra n smit ted sig nals  with  N  s u bc ar r i er s  ar e   gene rated by  applying the I FFT ope ratio n , can be exp r esse d as:        x n I FFT X √ ∑ X k   e  π       ,     0 n  N 1           ( 1 )     Whe r e  X , k 0, 1, … … . , N 1 , are i nput symb ols modulate d  into pha se  sh ift keying (P SK) or  quad ratu re a m plitude mo d u lation (Q MA).      In general, the PAPR of OFDM si gnal i n  one  sy mbol  period in Eq. (1) i s  defined as the  ratio between  the maximum instantan e ous p o wer  an d its averag e power, ca n b e  given by [19]:       P APR    | |  | |                           ( 2 )     Whe r e  E.  denotes the expe ct ed value.   The OFDM system  u s e s   t he compl e me ntary cumul a tive  distri bute d   fun c tion (CCDF )  to   evaluate the  perform ance  of any PAPR  reduction techniques.  The CC DF of PA PR denotes t he  probability that the PAPR is below the threshol d PAPR 0 . CCDF is  defined a s  [2 0]:    C CDF PA P R  P   PA P R     P A P R               ( 3 )     2.2. PTS Scheme  The ba si c p r i n cipl es  of PTS, as shown i n  Figu re 1, th e input d a ta  symbol i s  pa rtitioned   into  M  s u b- vector s   X  whi c h i s  non-overla p p ing with  ea ch other,  so e a ch  sub - ve ctor’s l ength   become s  to N/M with all sub c a rri ers p o sition s  are occupi ed by the other sub - blo ck a r e  se t to   zer o ,  whe r e  m 1, 2, … … , M .  Therefore, is  given as [21]:        X ∑ X                                                          ( 4 )     The sub-blo c ks p a rtitioni n g   X  are tra n sf orme d from t he freq uen cy  domain into  time   domain pa rti a l transfe r se quen ce  x  by  use d  the Inverse Di screte  Fourie r Tran sform (I DFT ) ,  whi c h can ex pre ss a s :     x ∑ IDFT   X                    ( 5 )     Then the pha se wei ghting factors to  all  sub c a rri ers for each sub - block  x  are ap plied  and com b ined  together  to generate a set  of  candi dat es. T he  candi date to  minim i ze the PAPR is  sele ct for tra n smitting. Th us, the time  domain  si gn a l  after com b in ation ca n the n  be re prese n ted   as:            x ∑ b x                   ( 6 )     As mentione d, there are  three well kn ow n pa rtitioni ng schem es  for PTS tech nique:  adja c ent, inte rleaved, a nd  pse udo ran d o m  [22]. Among them, p s e udorand om p a rtitioning PT S  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     PTS Method with Com b ine d  Partitioning  Schem es for  Im proved PA PR… (Z eyid  T. Ibraheem )  7847 (PRP-PTS ) schem e ca n be  o b taine d  the  bette r  P APR pe rform ance b u t the  co mputatio n a l  compl e xity is highe r than  the other  pa rtitioning.  In compa r ison, we used a d jacent partitioni ng   due to it sim p le to implem e n t as  well a s  i t  pre s ented P APR red u ctio n perfo rma n ce very clo s e t o   pse udo ran d o m  partitioni ng  with le ss  co mputational  complexity [23]. Therefo r e,  our a nalysi s   wa s  rest ricte d  in   comp ari s o n   betwe en th e  perf o rma n ce of the  en h anced m e tho d  with  tho s e  of  interleave d  a nd adja c e n t partition sche mes.        Figure 1. Block  Diag ram o f  the PTS Method       3. Sub-Bloc k  Partitioning  on PTS Schemes for PAP R  Red u c t ion   3.1. Adjacen t Partitionin g  PTS (AP-P T S)  In this se ction ,  we made  si mulation  stud ie s of the PT S method wit h  an adj acent  sch eme  for fixed and  variable l engt h of sub - blo c ks  partiti oni n g . Mathemati c al fra m eworks  of these t w o  different adja c ent metho d s can de scrib e  by:    a) Adja cen t Partitioning  w i th Variabl e  Length (VL - AP)  In this metho d , all subcarri ers of OF DM  frame were fi rst pa rtitionin g  into  M  disjoin t  sub - blocks with e qual si ze.  T h en  IFFT  was comp uted   for  each  sub - blo ck.  The  outp u t  of IFFT i n   e a ch   sub - blo c k  wa s a  ph ase  rot a ted by th e  rotation fa ctor and  then  the  blo c ks  are  summed  toget her  to produ ce a t r an smitted si gnal. The mat hematical  pro c e ss i s  rep r e s ente d  by Equation (7 -1 1).    As mention e d ,  first variable  length partiti ons a r e ge ne rated a s  follo ws:      X P   P P ……   P                                                                                     (7)    P            P            , 00000 … … 0                                                                          (8a)              P 00000 … … 0 ,     P ,      00000 … … 0                                                         (8b)                                                     P  00000 … … 0 ,       P                                                                                  (8c)                         Whe r e,  P ′  are the varia b le le ngth disj oint  sub s et s of O F DM fra m e a nd  P  are the correspon ding   disjoi nt partitions, i.e. partit i ons  with disj oint variable l ength supp ort s .  Then time do main sig nal is obtained by taki n g  IFFT of these pa rtitions a s  sh own by:    x n I FFT P                                                                                            (9a)         x n I FFTP                                                                                                            (9b)        x  n I FFTP                                                                                                 ( 9 c )     Phase  rotat ed  x n  of the  time dom a i n sig nal s a r e  obtaine d   simply  through   multiplicatio n by phase fa ctors,   φ r e θ , where   θ  a r e the rotatio n  angle s . The  rotating pha se  factors, as gi ven by:                                                                                                     (10a)    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 11, Novem ber 20 14:  78 45 – 785 3   7848                                                                                                    (10b)                                                                                        (10c )                                                                            The tran smitt ed sig nal in this sch e me can be re presented by,                         ( 1 1 )     b) Adja cen t Partitioning  w i th Fixed L e ngth  (AP )   We re peate d  the pro c e ss i n  step (a ) wit h  the  fixed length si ze of sub-bl ocks partitioning   for the s a me  N  complex symbols in OF DM frame. The mathemati c al formul as  are simil a r to the   one in Equ a tion (7 -11 )  wit h  the differen c e that in  vari able len g th AP, the suppo rts for the di sj oint  partition s hav e variable le n g ths, whil e for fixed l ength  AP, all the p a rtitions  have  supp orted  wi th   the s a me length.    3.2. Interleaved Partitioni ng PTS (IP-PTS)  In interleaved  partitioning p a rtial tran smit   sequ ence (I P-PTS) sche me, the N su bca rri ers  is first divide d into M g r o ups  with e a ch group  havi ng  L  contigu o u s  sub c a rri ers an d eve r y  sub c a rri er si gnal sp ace d  apart  i s  allo cated  at  th e same sub - bl o ck. Then   the   i-th  inte rle a ved   partition i s  fo rmed by a s sig n ing i - th sub c arri er  of  ea ch  gro up to th e  i-th interl eave d  pa rtition. T h e   partition s ca n  be rep r e s ent ed by the followin g  equati ons,       P    P  0 . . 0 P  0… . . 0 P  00. .0           ( 1 2 a )        P    0 P  0 . . 00P  0 … . . 00P  0. .0              ( 1 2 b )       P  00. . 0 P  0 . . 0P  0… . . 0 P            ( 1 2 c )     Whe r e,  P  is the j-th elem ent of the i-th interl eave d  partition. Re maining  step s to gene rate   transmitted si gnal a r e si milar to those of  adjacent  pa rtitioning. IP-PTS has lo we r comp utation a l  compl e xity when compared with AP-PTS and  PRP-PTS [24]. However, PAPR reduction   perfo rman ce   of (IP-PTS) i s  the   worse   than  oth e r schem es  whe n  the  num be r of  gen erat ed  can d idate s  is  the same [25] .  In the above this schem e, like the others su b - bl ock p a rtitioning  scheme s  (AP-P T S) and  (PRP-PTS ), after partition ed  an input symbol se qu ence of  N  sub - ca rri er s int o   M  disjoint sub- blocks  with e qual  si ze. T h e sub - blo c ks  partitionin g  a r e  co nverted   to the time  d o main  by u s i ng  IFFT ope rati on. The o u tp ut of all these IFFT re sult s was  rotate d by a set of rotating ph ase   fac t ors  and finally c o mbined to achiev e the  minimum PAPR. The mathemat ic al proc es s   is   r e pr es e n t ed  b y :      [IFFT]  x n I FFT P                                                                                          (13a)     P                                                                                                                   (13b)      P                                                                                                       (13c )    [Rotation]   x n x n                                                                                                   (14a)                                                    x n x n                                                                                                     (14b)     x   n x  n                                                                                                              (14c )    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     PTS Method with Com b ine d  Partitioning  Schem es for  Im proved PA PR… (Z eyid  T. Ibraheem )  7849 [Tran s mitted Signal]  x n  x  n                                                                                                                 (15)            4. Enhanced  PTS Method   Our PTS approach  reduces PAPR through t he enhanced com b ination  of  partitioning  and si gnal g e neratio n tech nique s, whi c h   are provided  in the se ction  below.   This te ch niq ue is  emplo y ed to co m b ine the  adj ace n t and i n terleave d  sub-bl ock  partitionin g  schem es. T h e enha nced   PTS techni que is  simil a r to the o t her sub-blo c ks  partitionin g  such  as  adja c ent partitioni ng (AP),  whi c h it be gin s   durin g fre que ncy dom ain  data  frame a s  an i nput into  v  adj ace n t blocks.   Then, the bl ocks a r e divi ded into sub - blo c ks of si ze  s . Finally,  blocke d interleaved  partition s  P  are  con s tru c ted  by appointme nt the sub - bl o c ks into the p a rtitions, a s  follows:                                 ( 1 6 )     Whe r e,  P q r   repre s ent s the q - th eleme n t of the sub - bl ock r within the  partition  P  ,  and   Sb  q   rep r e s ent s th e q-th  elem e n t of the sub - block i  with in  the blo c k r  o f  the origi nal  data. A blo c ked   interleave d  p a rtition co nsi s ts of  a su b-block from e a ch of the  v  bloc ks.  E a ch  sub - blo c k ha s a  siz e  of  s , and then, the si ze  of the partition is  s. v .  No w, each of  the blocked i n te rleave d  pa rtitions contai ns  s. v  elements in the enhan ced  PTS app roa c h. The n  IDFT  of e a ch  of th e pa rtit ion s  a r e  com puted   indep ende ntly. The o u tput  of  IDFT in ea ch  of the partitions  P  is given by:      x ∑     ∑ P     q r e  π                     ( 1 7 )    Whe r e  x   rep r e s ent s the n - t h  sa mple i n  the PTS sequ ence corre s p ondin g  to the  partition  P ,  N   is the total n u mbe r  of sub c arrie r s, and  l is the number of blocks lN / v .  In addition, r  is the  sub - blo c k ind e x within the partition, and  q is the index  within the su b-blo c k.   The PTS  seq uen ce s  x   are  pha se  rotate d with  a rotation facto r  w , except that the fi rst   seq uen ce  x   is kept  con s t ant, that is,   w =1. Th e p hase facto r s  w  are  given  by the   expone ntials:     w e φ          i 0 ,1, … … z1                                                             (18)                                                                                 Whe r e,  φ  are randomly sele cted num bers in the range of   0 φ i 2 π ,  z is the number of blo c k  interleave d  partition. The rotated sequ ences  x n i w i . x n i  are then co mbine d  to generat e a  transmit sign al can d idate  x n  that contain s   the same info rmation  withi n  a pha se factor.                                                                                                                               (19)    The p r o c ed ure is  re peate d  with va riou s set s  of p h a s e  rotation  value s . Th rou gh e a ch   repetition, P APR of the candid a te tran smit si g nal i s  comp uted. T he candid a te  OFDM  sym bol  with the lowes t  PAPR is  trans mitted.        5. Simulation Resul t s   In this sectio n, we pre s ent  some sim u la tions to evalu a te and com pare the pe rf orma nce  of the en han ced P T S met hod  with the t r adition al  PT S algorith m  o f  two different  types of  pha se  seq uen ce s (i nterleave d  a nd adja c ent ) for fixed length is carri ed out thro ugh sim u lati o n   comp ared to  the variable l ength adj ace n t PTS (VL- A P ). Some si mulation s we re cond ucte d   to   assess the  perform a nce of the PT S techniques for PAPR reduction,  with input  data blocks of  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 11, Novem ber 20 14:  78 45 – 785 3   7850 length 6 4  (N = 64 ) a r e  ra ndom  partitio ned into   8  sub-bl ocks (M=8), an d different types  of  modulation techni ques in cl uding  QPSK, 8PSK, 16QAM and 64QAM. In order to generate  the   compl e mentary cumulative dist ribution function (CCDF) of t he PA PR, 2000 OFDM blocks are   gene rated  ra ndomly. Also , we used  MATLAB vers ion  7.8 for the simul a tion of the P T S  techni que s a nd the com p u t ation of CCDF.   In Figure 2, b y  using QPS K  modulation,  some r e sults of the CCDF  are sim u late d for the   OFDM   sy ste m .  Wh en CDDF = 10 -3 , the PAPR 0  of t he o r igin al O F DM  sig nal s (signal  with out  PTS) was 1 0 . 4 dB, inte rle a ved p a rtition i ng  (IP-PTS)  wa s 7.6  dB,  VL-AP was 7 . 2 dB, adj ace n t  partitionin g  fo r fixed l ength   (AP-PTS) wa s 6.9   dB, and   the enha nce d   PTS  te chni que wa s 6.6 dB.  Therefore, th e enha nced  PTS techniq u e  red u ced  P APR by arou nd 3.8 dB, fixed length AP  b y   3.5 dB, VL-AP by 3.2 dB, and IP by 2.8 dB from  the origin al sig nal. Obviou sl y, the enhan ced   PTS algorithm has  the bes t  PAPR  reduc t ion pe rformance.   In Figu re  3,  the pe rform a nce  of the  e nhan ce d PT S algo rithm i s  al so  an alyzed, to  compare the perform ance  of PAPR reduction with the traditional PTS methods for fixed and  variable le ng th. When CCDF =1 0 -3  for 8PSK,  the IP s c heme gets  muc h  2.7 dB of PA PR   redu ction s  th an the ori g in al OFDM  sig nal. More ove r , the enha nced PTS tech nique  comp a r ed  with variabl e  and fixed length AP-PTS redu ced PA PR 0.4 dB and 0.3 dB, resp ectively. It is   evident that the enhanced  PTS  technique can provide better per formance for PAPR reduction.  Als o , in Figur e  4, the complementar y  c u mu lative  dis t r i bution func tions   ( CCDF)  of the   PAPR for the  compari s on betwee n the enhanced PTS techni que  with  the ordinary PTS methods  for fixed and  variable len g th. At CCDF=10 -3 , it c a n be s e en that the PAPR0 of the original   OFDM  sig nal  is 10.3  dB, interleave d  p a rtitioni ng (IP)  was 7.8  dB,  VL-AP  wa s 7.2  dB,  adja c ent   partitionin g  f o r fixed  leng th (AP)  wa s 6.8 dB,  an d en han ce d  PTS tech niq ue  wa s 6.1   dB,  respe c tively.  The VL-AP is better pe rf orma nc e tha n  the IP by  2.5 dB. As  well as, AP and  enhanced P T S techni que reduce d the PAPR relat ed to VL-AP  around 0.4  dB and 1.1  dB,  respe c tively with 16QAM  modulatio n.  From Figure  5, as can se e the CCDF  of the PAPR perfo rm ance of t he conventional   PTS schem e s   with fixed  a nd va riable  le ngth that  co mpared to  th e en han ce d  PTS tech niqu e. In   the simulatio n s, the mod u l ation tech niq ue is  64 QAM .  The enha n c ed PTS techniqu e red u ced  PAPR by around  4.4 dB, fi xed length  A P  by 3.5 dB,  VL -AP by 3. 1  dB, and fixed length IP by  2.8   dB from the o r iginal  sign al.  It can  be observed that the  PAPR  reduction for the enhan ced PTS  techni que compared  to traditional  PTS sch eme s  with fixed a nd varia b le le ngth is li sted  in Table  1. From this tabl e, it  can  be observed that the enhanced P T S techni que can achieve the  best PAPR reduction  perfo rman ce  as the o r dina ry PTS methods.       Table 1. Nu m e rical Simulat i on of Comp a r iso n  Enha nced PTS Tech nique a nd Ordinary PTS   Modulation CCDF  PAPR  of  Enhanced PTS  (dB)   PAPR of fix ed    AP-PTS (dB)  PAPR of   VL-AP PTS  (dB)   PAPR of   IP-PTS  (dB)   PAPR of original  OFDM  (dB )   Q PSK 10 - 3  6.6  6.9  7.2  7.6  10.4  8PSK 10 - 3  6.4  6.7  6.8  7.3  10  16QAM  10 - 3  6.1  6.8  7.2  7.8  10.3  64QAM  10 - 3  5.9  6.8  7.2  7.5  10.3      Therefore, f r om all the  figure s , it  can  be  o b serve d  that the P APR re du ction with   enha nced PT S techniq ue  outperfo rm p e rform a n c e  t han the  conv entional o r igi nal OF DM si gnal  and the  othe r types of PTS  partitioni ng  schem es of  fixed an d vari ab le length.  On  the othe r ha n d ,  the PAPR reduction performances f o r the PT S  schem e using variable length adjacent  sub s e que nce  partitionin g  can a c hi eve  the best PA PR perfo rma n ce a gain s t to the traditio nal  interleave d   sub-bl ock  part i tioning, but i t  is a li ttle  worse tha n  th ose  uses the  fixed length  of  adja c ent  and  enh an ced   PTS tech niq ue  sub s e que nce  pa rtitioni ng fo r a n y  different type  of  modulatio ns.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     PTS Method with Com b ine d  Partitioning  Schem es for  Im proved PA PR… (Z eyid  T. Ibraheem )  7851     Figure 2. PAPR Reduction Perform a nce of the E nhanced PTS Method with the  Ordinary Fixed  and Vari able  Length Based on a PT S Schem e for QPSK Modulation          Figure 3. PAPR Reduc t ion Pe rformance of the Enhanc ed   PTS Method with the  Ordin a ry Fixe d  and Vari able  Length Ba se d on a PTS Schem e for 8P SK Modulatio n          Figure 4. PAPR Reduction Perform a nce of the E nhanced PTS Method with the  Ordinary Fixed  and Vari able  Length Ba se d on a PTS Schem e for 16 QAM Modulat ion       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 11, Novem ber 20 14:  78 45 – 785 3   7852     Figure 5. PAPR Reduction Perform a nce of the E nhanced PTS Method with the  Ordinary Fixed  and Vari able  Length Ba se d on a PTS Schem e for 64 QAM Modulat ion       6. Conclusio n    This paper presents an enhan ced PTS approach for  PAPR r educti on in OFDM system  that combin e s  two PTS partitioning  scheme s  (adj acent and interl eaved) in o r d e r to effectively  reduce the PAPR of OFDM system s. With an aim  of determini ng the effects  of length vari ability  of disjoint sub - blo c ks  of adjace n t partitions , we pe rform e d an invest igation into  the   perfo rman ce s of a variabl e length a d j a ce nt  partitio n ing (VL - AP) and fixed length adj ace n t  partitionin g  in comp ari s o n  with the enha nc ed PTS sch eme.  From the variou s co m puter  simulatio n   re sults with  different type s  of modul at ion  with the  sam e  CCDF, we  confirmed  tha t  the  enhanced P T S approach offers better PAPR  reduct ion performance comp ared to adjacent   partitionin g  f o r fixed  and  variabl e le n g ths  whi c h  itself i s  b a sed  on PTS  sch e me  con s id e r ed  effic i ent in PAPR reduc t ion.      Referen ces   [1]  L Gua n , T  Jiang, D Qu, Y Z h ou. Joi n t cha n nel  estimati on  and PT S to re duce  pe ak-to-a v erag e-po w e r   radi o in OF DM s y stems  w i th o u t side inform a t ion,  IEEE Signal Process i ng  Letters.  201 0; 17: 883- 88 6.  [2]  R Prasad. OF DM for  w i r e les s  communic a ti ons s y stems. Artech Hous e. 2004.   [3]  S Verma, P Sharma,  S A huj a, P Haj e l a .  Partial T r a n s m it  Sequ enc e w i th Co nvol utio n a l co des fo r   reduc ing  the  PAPR of the  OFDM signa l . 3rd Inter nat ion a l C onfer e n ce. Electro n i cs Comp ute r   T e chnolog y (IC E CT ). 2011: 70 -73.   [4]  SH Ha n, JH  L ee. An  overvi e w   of p eak-to-a v erag e p o w e r   ratio re ducti on  techni qu es fo r multicarri er   transmission.  IEEE Wireless Comm unications . 2005; (1 2): 56-6 5 .  [5]  J Sara w ong, T  Mata, P Bo o n s rimuan g, H  K oba ya shi.   Inter l eav ed  partiti o n in g PT S w i th  new  p has e  factors for PAPR reducti on in OFD M  systems . 8th Internati o nal C onfere n c e. Electrical   Engi neer in g/El ectronics, C o mputer, T e lec o mmunic a tio n s  and  Informati on T e chno lo g y  (ECT I-CON).  201 1: 361- 364.   [6]  DW  Lim, SJ H eo, JS N o . An  overvi e w  of  pe ak-to-aver age   po w e r ratio  re ductio n  sch em es for OF DM  signals.  Co mmunic a tions and Netw orks,  Journal . 20 09; 11:  229- 239.   [7]  L  Yao,  J He, X  Xu.  A nalys is  and c o mpar is on  of two clipping   m e thods  in PAPR r e duction for  OFDM  system .  5th Int e rnati ona l  Con f erence. B i om edic a l E n g i ne e r ing  an d Infor m atics (BMEI). 20 12:  143 5- 143 8.  [8]  H Yoo, F  Gui l l oud, R  P y nd ia h.  OFDM-PAPR red u ctio n us ing c o d ed fre q uency  divis i o n   bin a ry  mask .  11th E u rop e a n .  W i reless C o n f erence-S u stai nab le W i re less  T e chnolo g ies   (Europ ean  W i reless). 2 0 1 1 :   1-6.  [9]  HB Jeo n , JS  No, DJ Sh in.  A lo w - c o mpl e xit y  S L M sche m e usi ng  add i t ive map p in g  sequ enc es for   PAPR reducti o n  of OFDM signals.  IEEE Broadcasti ng Tran sactions . 20 11;  57: 866-8 75.   [10]  SS Jeng, JM  Che n . Efficient  PAPR red u cti on  i n  OFDM sy stems b a se d  on a c o mpa n d i ng tech ni que   w i t h  trapez ium  distrib u tion.  IEEE Broadcasti ng Transacti on s . 2011; 57: 29 1-29 8.  [11]  JC Che n , MH Chiu, YS Ya ng , CP Li. A subo ptimal  ton e  res e rvatio n al gorit hm base d  on c r oss-entro p y   method for PA PR reducti on i n  OF DM sy ste m s.  IEEE Broadcastin g  Trans actions . 20 11;  57: 752- 75 6.  [12]  JC Che n , CK  Wen. PAPR r educti on of  OFDM signals  using cr o ss-e n trop y - b a se d tone i n j e ctio n   schemes.  IEEE Signal Processing Letters . 2010; 17: 7 27-7 30.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     PTS Method with Com b ine d  Partitioning  Schem es for  Im proved PA PR… (Z eyid  T. Ibraheem )  7853 [13]  K Bae, JG  And r e w s, EJ P o w e rs. Adaptiv e  ac tive  co nstell ati on  e x tens ion  a l gorithm  for p e a k -to-avera g e   ratio reduction  in OFDM.  IEE E  Communications Letters . 20 10; 14: 39- 41.   [14]  P Pantik o, T  Mata, P B oonsr i muan g, H  Kob a y ash i .  A low  compl e xity  i m p r oved-PT S ph a s e  co efficie n t  searching algorithm  for O F DM system .  8th Intern ati ona l Co nfere n ce. Electric al  Engi ne erin g   Electron ics, C o mputer, T e le communic a tio n s  an d  Informa tion T e chno lo g y  (E CT I-CON). 20 11: 3 65- 368.   [15]  P Boonsrim u ang, P  Reangs untea, H Kobay ashi.  A new  w e ighting fac t or of PT S OF DM w i th low  complexity bas ed on Split-Rad ix IFFT for PAPR reduction . 14th Inter nati ona l Co nfere n c e. Adva nc e d   Commun i cati o n  T e chnolo g y  ( I CACT ). 2012: 2-6.  [16]  L Yang, K Soo ,  S Li, Y Siu. PAPR reducti on  us ing lo w  c o m p le xit y  PT S to  construct of OF DM signal s   w i t h out side inf o rmation.  IEEE Broadcasti ng  Transactio n s .  201 1; 57: 284- 290.   [17]  YJ Ch o, JS  No , DJ Sh in. A  n e w   lo w - c o mpl e xit y   PT S scheme based on s u ccessiv e  local searc h   using  sequ enc es.  IEEE Communic a tions Letters . 201 2; 16: 147 0 - 147 3.  [18]  C Lei, G Jun, J Lu, B Xu.  PTS using  opti m i z e d  ph ase vec t ors  for PAPR reducti on of OFDM signa l s .  5th Intern atio nal  Conf eren ce W iCom' 0 9 . W i reless  C o mmunic a tio n s ,  Net w orki ng  and M o b i l e   Comp uting. 2 0 09: 1-4.   [19]  Y Wang, W C hen, C T e llam bura. PAPR r educti on meth od bas ed o n  param etric minimum cros s   entrop y  for OF DM sign als.  IEEE Communic a tions Letters . 201 0; 14: 563- 565.   [20]  J Gao, J W a n g , B W a n g .  P APR reduction with phase factors  suboptimi z at ion for OF DM system s .  IEEE International Conferen ce. Automation and Logisti cs (ICAL). 2010: 302-305.  [21]  L Yan g , R C hen, Y Si u, K Soo. PAPR r educti on  of a n   OFDM  sign al  b y  use  of PT S w i th lo w   computati o n a l compl e xit y .  IE EE Broadcasti ng T r ansacti on s . 2006; 52: 83 -86.  [22]  HS Joo, JS No , DJ Shin.  A ne w  subblock  par titioni ng sch e m e usin g su bbl o ck partitio n  ma trix for PT S .  Internatio na l C onfere n ce. ICT   Conver genc e  (ICT C). 2011: 127- 128.   [23]  A Goel, P Gupta, M Agra w a l.  SER analy sis  of  PT S based techniques for  PAPR reduction in OFDM   s y stems.  Dig ita l  Sign al Proces sing . 20 13; 23:  302-3 13.   [24]  P Mukuntha n, P Dana nja y a n .   PAPR reducti on by  mod i fied  PTS combi n e d  w i th interleav ing tech niq u e   for OFDM sy stem  with QPSK subcarrier s . Internation a l  Confer enc e. Advanc es in  Engin eer ing ,   Scienc e an d Mana geme n t (ICAESM). 2012: 410- 415.   [25]  DW  Lim, SJ  Heo, JS N o , H Ch ung. A  n e w  PT S OF D M  scheme  w i t h  lo w   comp le xit y  for PAP R   reducti on.  IEEE Broadcasti ng  Transactions .   2006; 5 2 : 77-8 2 .            Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.