Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   6 ,  Decem ber   201 9 , p p.   4882~ 4888   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v9 i 6 . pp4882 - 48 88          4882       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Median  c od eword   s hift ( MCS)  t echn iqu e for  PA P R  r educt ion  with  l ow   c omplexi ty  in  OF DM  s yste m       Mohd  D an ial  Ro z aini,  Az li na  I dris , Dar m awaty M oh d   Ali , Ez mi n A b dull ah   Facul t y   of Electr ic a l  Eng ineeri ng ,   Univer si ti T ekn ologi   MA RA (UiT M),  Shah   Ala m ,   Malay si a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Ma y   7 , 2 01 8   Re vised  A pr   17 , 2 01 9   Accepte d  J un   26 , 201 9       W it h  the   rap id  deve lopment  of  t oda y ’s  comm unic ation  te chno log y ,   th e  nee d   for  a  s y st em  ca p abl e  to  improve  spec tral  eff ic i en c y ,   high  d ata  rates  and  at   the  sam e  ti m e  can  red uce   inter - s y m bol  int erf e ren ce   (ISI)  is   nec essar y .   Orthogonal   Fre quency   Divisio n  Multi ple x ing   (OF DM )  m e et   a ll   th e   req uire m ent s  ne ede d.   How e v er,   the   high  p ea k  to  ave rag e  power  r at io  (P AP R)   has  bec om e  it s  m aj or  obstac l e.   Thi s  pape r  is  foc using  on  the   dev el opm ent   o f   Media n  Cod eword  Shift  (MCS ),   which   a   new   PA PR   red uct io n  techniqu e   with  the  c apa bi l ity   to   red uc e  th e  computa ti ona l   complexi t y   of  the   s y s te m .   Thi s  ca n   be  ac hi eve d  through   co deword  struct ur e   al t eri z ation  and  bit   positi o n   m ani pula ti o n  b y  uti l iz ing   the  ci r cul an t  shift  pro c ess.  The  sim ula t ion  result s   rev eale d  th at   th e  proposed  te ch nique   over whel m   conve nti onal   OF DM  and  SC S  with  24%  i m prove m e nt  and   0. 5  dB  g ap  fro m   SC S.  In  fac t,  t he  proposed  te chn ique   poss ess  a  lower   compu ta ti on al   complex ity   b y   red u ci ng  16. 67%  of  the   use   of  IFF T bloc k  in  th e  s y st em i n  cont rast   with  SC S t ec hniqu e.   Ke yw or d s :   Data  p e rm utatio n   In te r - sym bo l  i nterf e re nce   Me dian  c odew ord  s hift    OFDM   PA PR   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Mohd  Dan ia l  Rozai ni,    Faculty  of Elec tric al  Engineer ing ,   Un i ver sit i Te knol og i M ARA   (U iTM ) ,   40450, S ha h A lam ,  Sela ngor,  Ma la ysi a.   Em a il : dan ia l88 ph d@gm ai l.c om       1.   INTROD U CTION     As  the   ti m e  passe d,   t he  w irel ess  com m un ic at ion   syst em   has  rap idly   ev olv e d  a nd  face d  m any   chall eng i ng  de m and   in   order  to  m eet   the  requirem ent  of  cu rr e nt  te ch nolo gy .  O rth ogonal   Fr e qu e ncy  Divi sion   Mult iplexin g  ( OFDM)  is  m ulti carrier  m od ul at ion   te ch niqu e  and  is   co ns id ered   as   f unda m ental   te chn ol og y  for   the  wireless  com m un ic at ion   syst e m s.  Du e  to  it s   un iq ue   featur es  su c h  as  hig h  data   rate,  hig h  s pe ct ral  eff ic ie ncy ,  l ow  com p utati onal   com plexity   and   th e  im m un it y  to  fr e qu e ncy  sel ect ive  fa ding ,  OFDM  has   beco m e  an  ideal   cho ic e  f or  m od ulati on  te chn i qu e  i n  orde r  to  m eet   the  requirem ent  for  hi gh   bit  rate  transm issi on   syst e m   fo r  the  past  few   ye ars .  Be cause  of   i t  su per i or it y,  OFDM  has   be en  ad op te d  in  m any   sta nd a rd  an d  a pp li cat io n  suc h  as W irel ess   L ocal  A rea N et work  ( WL AN) ,  Digital   Vi deo  Broa dcasti ng  ( DV B ) ,   IEEE  802.1 6  World wide  In t eropera bili ty   fo r  Mi cr owave  Access  ( WiM AX)  an d  L ong  Term   Evo luti on   ( LTE ).  Howe ver,  this  m ul ti carrier  m odul at ion   te c hniq ue  al so   ex pe rience d  high  peak   to  a ver a ge   power   rati o  ( PA PR )  wh ic h  ca n  c om pr omi se  it s  syst e m   per f orm ance   [1 - 5 ] .   This  is  cause d  by  t he  natu re   of  the   m od ul at ion   i n  OFDM,  w her e   m ulti ple  su bcar riers  or   sin usoid  are  a dd e d  tog et her   to  for m   the  signa l  to  be  trans m itted.   These  la r ge  pe aks  incre ase  the  pro bab il it y  of   ene rg y  s pill ing   to  the  ad j acent  c hannel ,  sign al   dist or t ion   in   the  powe r  am plifie r  an d  er r or   rate  pe r for m ance  degrad a ti on   due  to  the   syst e m   con str ai nt  to  a  li m it e d  pea k  powe r  of  dy na m ic   ran ge   in   tr ansm itter  am pl ifie rs  [6 ,   7] .  T hu s ,  ha ving  a   la rg e   po wer  am plifie r  a re  re quired .   Howe ver,  by  increasi ng  the   la rg e   po wer  in  a m plifie r  not  only   re du ce s  th e  powe r  e ff ic ie ncy  but  al s o  in creas e   the  am plifie r  cost  sign i fican tl y.  In   add it io n  to  the  cost,  the  bad   e ff ect s  t hat  m entions   earli er  are  be com e   the m ai n  barrier to  the a da ptio n of OF DM sy stem  in  m ob il e  w irel ess  syst em .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Media n  c odew or d s hift  (MC S )  techn iqu e f or   PAPR re duct io n  wi th l ow  . . . ( Mo hd Dan i al  Rozaini)   4883   Re searche rs  ha ve  pro posed  m any  te chn ique s  to  deal  with  these  pro ble m s   [1 - 3 ] ,  s o  f ar  two   m ajo r   m et ho ds   ha ve  been   i den ti fie d  as  bein g  pote ntial ly   i m po rtant:   distor ti on  m et ho d  a nd   di stortio n - le ss  m et hod.   Cl ipp in g  an d  fi lt ering   are  t he  two  te ch nique  that  been   cat e gorize d  un der   distor ti on  m et ho d.   T he  f undam ental   of   cl ip ping  te c hn i qu e   is  to  li m it   the  peak   va lue  of  in put  sign al   t o  the  pr e determ ined  val ue  w hile  filt eri ng   is  t o  reduce  out  of  band  ra diati on.   Cl ipp i ng  an d  filt erin g  proc ess  nee d  t o  be   re peated  bec ause  of  s om e  pea k  regrowth  of   t he   sign al   that  m ay   exceed  threshold  value  of   cl ip ping  [ 1] .  These  m et ho d  is  qu it e  effe ct ive  to   i m pr ove  P AP R   perf or m ance  r el at ively   bu t  th e  m ajo r  dra wback  of   t his  te c hn i qu e   is  it   will   com pr om ise   t he  bit  error   rate  ( BE R )   perf or m an ce  and   will   cause  the  r ef orm at ion   of   undes ira ble  sp ec trum   to  the  adj ace nt   channel   [8] .  On  the  oth e r  hand,  disto rtio n - le ss  te c hniq ue  s uch  as  c odin g   [ 9] ,  par ti al   transm it   se qu e nce   (P TS )   [10 ,   11] ,  sel ect ive  m app in g  ( SLM)   [12 - 14 ]   an d  sel e ct ive  co dewo r d  s hift  ( SCS)   a re  capa ble  to   r edu ce   the  P AP R  valu e  an d  a t  the   sa m e  tim e  no t  af fecti ng  the  BE R  perform ance.  H oweve r,   t he se  te ch niques  a re  sti ll   hav i ng  lim it a tio ns  in  te rm s  of   data  rate  loss,  hi gh e r  c om pu ta ti on al   com plexity ,  la rg er  m e m or y  siz e  an d  requirem ent  of  side i nfor m at i on  f or d at a  rec ov e ry  process  at  the r ecei ver   [7 ,   13 ,   15] .   In   t he  li te ratu r e,  SCS  m et hod  propose d  i n  [7 ,   16 ,   17]   ha ve  bette r  P A PR  pe rfor m ance  an d  lo w  com pu ta ti on al   com plexity   com par ed  t o  ot her   m et ho ds  su c h  as  Data   Po sit io n  Pe r m uta ti on   ( DPP)  a nd   conve ntion al   S LM.  SCS  m anag e  to  reduce  PA PR  by  im pl e m enting  sh ift ing   proce ss  on   cod e word   without  al te ring   the  str uctu re  of   t he  or i gin al   co deword  it sel f.   Thi s  op e ns   up  opportu niti es  to  furthe r  i m pr ov e  this   m et ho d   by  m a nipulat ing   t he  structu re  of   th e  cod e w ord  be fore  the  s hift in g  pr ocess  ta ke  place.    By   doing   s o,   m or e  op ti on   c an  be  m ade  on  how  the  bit  po sit ion   ca n  be  arr a ng e  i n  ord er  to  ge ner at e  al te rn at ive  co de w or d  hav i ng   a  lo we r  PA PR .   The  com pu ta ti on al   com plexity   of   SCS  m e tho d   i ncr ease s  li nearl y  as  the  nu m ber   of   sh ifti ng  proc es s  increa ses  whic h  co rr e spo nds  to  t he  nu m ber   of   IF F T  blo c k   us e d .   U nfor t un at el y ,  no  re s earc h  has  been  co nducte d  to  dea l  with  SCS  com pu ta ti on al   com plexity   i ssu e  with ou t  aff ect in g  it s  PA PR   perform ance.    In   this  pap e r,   a  new   te ch nique  to  ge ne rate  scram ble  dat a   sequ e nces  ba sed  on  SCS  sc hem e  called   Me dian  Co de word  S hift  (M CS)   is  pro pos ed  as  a  s olu ti on   t o  the  PAP R   prob le m   in  OFDM  syst em .  MC S   schem e  is   fo c us in g  on  the  dev el op m ent  of  al te rn at ive  c od e w ord  by  al te ring   the  str uc ture  of  the  ori gin al   cod e w ord  befor e   the   sh ifti ng  pr ocess  is   done   betwee n  the   se rial   to  par al le l  a nd  dig it al   m od ulator .   The  a dvanta ge s  of  the  pr opos e  te c hn i que  are   the  i m pr ov em ent  of   PAPR   pe r form ance  and  lowe r  com pu ta ti on al   com plexity  o f  t he  syst em   as com par ed  t o  SC S tech nique .       2.   PAP R  I N OF DM S Y STE M   Figure  1  il lust rates  the  blo c k  dia gr am   of   OFDM  syst e m   to  be  us e d  in   the  fo ll owin g  evaluati on .   To  init ia te   the  creati on   proc ess  of   OFDM  sign al ,  the  dis crete  bin a ry  stream   need   to  be  co nverted  i nto   a n  inf or m at ion   sym bo l  thro ug h  a  serial - to - paral le l  con ver si on  process .  The n,   the  inf orm a ti on   sy m bo l  w il l  be   m od ulate d  us i ng   64 - Q AM  m od ulator.   T he   In ve rse  Fas t  Fo ur ie r  Tra ns f or m   (I FFT )   is  i m p lem ent ed  on   the  m od ulate d  sy m bo l  to  tran sform   i t  into  an  OFDM  sig na l.  OF DM  si gnal   is  the  su m   of   m any  ind ep end e nt  sign al s  m odula te d  ont o  s ub c ha nn el s   of  e qual   ba ndwidt h.  F or  OFDM  syst em   hav ing    nu m ber  of  s ubcar riers,   the  in pu t   data   blo c k  of  le ngth    can   be  r epr ese nted   as  = [ 0 , 1 , … , − 1 ]   w her e     is  th e  sym bo l  durati on. Mat hem at ic ally, the trans m itti ng   O FD M si gn al   i n com plex  tim e d om ai n  can  be   expresse d  as     1 0 2 1 N k t k f j k e Y N t y ,        NT t 0   (1)     The or et ic al ly , P AP R i s  d e fin ed  as  the  rati o betwee n  the  pe ak powe r  a nd it s av era ge p ower     a v g p e a k P P P A P R l o g 10   dB   (2)     Ther e f or e,  P A PR   in  OFDM i s g i ven b y     2 2 m ax l o g 10 t y E t y P A P R   dB   (3)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 9  :   4882   -   4888   4884   wh e re  | ( ) | 2   ind ic at es  the  ave rag e   power.  T he  Com ple m entary  cum ulati ve  distribu ti on  f unct ion   (CC D F )   is  par am et er  is  us e d  to  eval uate  the  perform a nce  of  P AP R  by   est i m at ing   the  prob a bili ty   of   PAPR   sy m bol  that   exceed s the  th r esh old  le vel of    0 .     0 0 P A P R P A P R P P A P R C C D F r   (4)           Figure  1.  Bl oc k diag ram  o f M CS te chn i que at t he  tra ns m i tt er in   OFDM s yst e m       3.   PROP OSE D MEDI A N CO DEWO RD S HIFT   Data  sy m bo l    is  on e  of   t he  el e m ent  that  play s  a  sign ific ant   ro le   to  determ ine  the  P AP R.  Ba sic al ly ,  data sym bo l    re pr ese nts a  sequ ence  of sin usoidal wa ve form   of dur at io n    an d  ca n be inte rpreted as:     t D Y j k   (5)     w he re    ind ic at es  the  co de word  wh il e  ( )   is  the  M - ary  Q AM  di gital   m od ulati on.  I n  t his  pa per,  a  te chn i que   to  gen e rate  a  scram ble  data  sequ e nce  us i ng   per m utati on   of   data  (circ ulant  sh ift )  in   fr eq ue ncy  dom ai n  is   pro po se d.   The  work i ng  pri nci ple  of  this  te ch nique  is  to  m anip ulate   the  str uctu re  of  the   c od e w ord  a nd   t he  bi t   po sit io n  in  ord er  to  produce  a   new   al te r nativ e  seq uen ce .  T hi s  new   se quenc e  diff e r  f r om   t he  ori gi nal  seq uen c e   because  the  ar r ang em ent of th e co dewo rd is  al te red .   As  s how n  in  Fi gure  2,   bin a ry  seq uen ce c ode word,    is i nd ic at ed  as  = [ 1 , 2 , … , ]   w her e    is   the  total   nu m ber   of   in put  bits.  Af te r  passing   throu gh   the  se rial   to  par al le l  conve rter,  thes e  bits  will   be  div ide d  into  se ve ral  sub - blo c k  w hich  can  be  de no te d  as  = [ 1 , 2 , … , ]   w her e   = ⁄   an d    is  re pr e senti ng   the  nu m ber   of  s ub - blo c k  an d  the  nu m ber   of  bit  per   sym bo l  resp ect ively .  The  div i de d  co dewo rd   in  eac h  sub - blo c k  ca n be  w ritt en  in t he fol lowing  patte r n  1 = [ 1 , … , ] ,  2 = [ + 1 , … , 2 ]   and s o on unt il   .           Figure  2 .  MC S  sub - blo c ks       Et  al   sh ows  t he   reconstr uctio n  of  th e  co de word’s  st ru ct ure  by  div i ding   it   into  tw o  pa rts,  A   an d  B.   The   al te rn at ive   co de word,    ca n  be   ge nerat ed   by   ci rcu la r  r ot at ion   (one   sh i ft  to   the   ri gh t )  of  the   co de w ord   for  pa rt  A  w hile  par t  B  rem ain s  in  the  idle  st at e.  A fter  t he  s hiftin g  proces s   in  par t  A  is  c om ple te d,   the  pr ocess  will  b e rep eat e d  f or   par t B  and this tim e aro und,   par t  A  will  b e in idle stat e. Th is p r ocess  w as ap plied to  ev er y   su b - blo c k of t he  codew ord  in Fi gure  1.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Media n  c odew or d s hift  (MC S )  techn iqu e f or   PAPR re duct io n  wi th l ow  . . . ( Mo hd Dan i al  Rozaini)   4885       Et al .  Str uctu re  of c od e w ord f or MC S m et ho d usin g 6 4 - QAM       T he  t otal n um ber   of   sh ifti ng,   ω for b oth pa rt  A  a nd  par t B  c an be e xpresse d  as:     1 2 m   ,  1 2 0 m   (6)     Table  1  su m m arizes  th e  posit ion   of  bits  a f te r  the   s hiftin g  proces s  is   pe rfor m ed.   C odewor d  1 , 0   represe nts  the  init ia l  po sit ion  of   the  c odew ord  bits.  C od e word   1 , 1   an d  1 , 2   r e pr ese nt  the  bits  po sit on   a fter   the s hifting p r oc ess of  par t  A wh il e  1 , 3   an d  1 , 4   f or   par t B .       Table  1.  Bi t ar r ang em ent of c od e w ord for M CS m et ho d using 64 - Q AM   Su b - b lo ck   Co d ew o rd b its, , k D   Po sitio n  of  Shi f ted  Bits   Co d ewo rd, 0 , 1 D   1 D , 2 D , 3 D , 4 D , 5 D , 6 D   Co d ewo rd Sh if t 1, 1 , 1 D   3 D , 1 D , 2 D , 4 D , 5 D , 6 D   Co d ewo rd Sh if t 2, 2 , 1 D   2 D , 3 D , 1 D , 4 D , 5 D , 6 D   Co d ewo rd Sh if t 3, 3 , 1 D   1 D , 2 D , 3 D , 6 D , 4 D , 5 D   Co d ewo rd Sh if t 4, 4 , 1 D   1 D , 2 D , 3 D , 5 D , 6 D , 4 D       The  s hifted   co dewo rd   seq ue nces  ca n  be  de no te d  as  = [ 1 ⊗ , 2 ⊗ , … , ⊗ ]   an d  can  be  sim plifie d  as  = [ 1 , , 2 , , … , , ]   w her e  1 ≤ ≤ .  The refor e ,  th e  new   al te r nat ive  OFDM   sy m bo l seq ue nc es can  b e  writ te n  as:     K k j k Q t D Y 1 ,   (7)     Hen ce , th e  nu m ber  o f  t ran sm it te d  OFDM si gn al  i n  the   ti m e dom ai n  are gi ven  a s  belo w:     1 0 2 1 N k t k f j Q k Q e Y N t y   (8)     Finall y,  the  O FD M  sig nal  with  lo west  P AP R  val ue  w il l   be  sel ect ed  to  be  tra ns m it te d.   MC S  te chn iq ue   re qu ires  side   in for m at ion   to  be   transm it te d  al on g  wit h  the   se le ct ed    sign al   for  t he  pur po s e  o f  data rec overy a t t he  recei ver side.       4.   RESU LT S   A ND  DI SCUS S ION   S i m ulati on   wa s  carrie d  ou t  i n  order   t o  e va luate   an d  ver if y  the   ef ficacy   of  MC S .  T he   si m ulati on  resu lt s  obta ine d  in  this  re sea rch   a re  base d  on   t he  3rd  Ge ner at io n  Pa rtn ersh i p  Pro j ect   Lo ng   Te rm   Evo luti on   (3GPP - LT E)  s ta nd a rd s   [ 18 ] .   The  sim ulati on   par am et ers  ar e  su m m arized  i n  Table  2.  T o  plo t  t he  CC D F,  10 4   rand om  O FDM  sy m bo ls are  taken i nto acc ount.           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 9  :   4882   -   4888   4886   Table  2 .  Sim ul at ion   par am et e rs   Para m eter   Valu e   Ban d wid th   1 .25  M Hz   Sa m p lin g  f requ en cy   1 .92  M Hz   Sa m p lin g  ti m e   5 .20 8 × 10 - 7   seco n d   IFFT  si ze   128   Used  su b carr ier   76   Mod u latio n   64 - QAM   Gu ard in terval   1 /4   Ch an n el  m o d el   AW G N       The  P AP R   pe r form ance  of   c onve ntion al   O FD M  (d e note d  by  or igi nal),  SCS  an d  MC S   are  s how n  i n  Figure  4.  It  is   app a re nt  that  MC S  m anag ed   to  s urpas s  the   ori gin al   sig na l  and  SCS .  It  is  obse rv e d  t ha t  MC S  has  im pr oved   the  P AP R  pe rfor m ance  of   up  to  24%   a t  7. 9  dB  fo ll owed  by  the  S CS  w hich  is  19.2%  i m pr ovem ent a t 8.4  dB .     (eq.8 )  play s  a  sign ific a nt  r ole  in  MC S  si nce  this  m et ho d  deals  with  al te rn at ive  c odewor d  to   reduce  the  P AP R  val ue.   I n  orde r  to  ge ner at e  al te r native  co dewo rd,   MC S  need s  to  exec ute  tw o  m ajo r  processes ,  the   reconstr uctio n  of   t he  c odew ord  str uctu re  a nd   ci rcu l arly   s hif t  process.   By   a lt ering   t he  str uc ture  of  the   co de word,  MC S   m anag ed   to   re duce  the  c od e w ord  distance   by  ha lf  ( = 1 , = 2 )   in   c om par ison  t o   the  SCS  wh ic h  is  at   a  distanc e  of   ( = 5 ) .  This  is  i n  li ne  with  the   wor k  in   [19] ,  that  is  reducin g  the  distance   of the c odew ord  ca n  im pr ove  the p e rfo rm ance of PAPR.   The  pur po se  of  the  sh ifti ng  proces s  in  MC S  is  to  gen erate  al te rn at ive  co de wor d   so   that  the  OFDM   syst e m   can  ch oo s e  the  OFD M  sy m bo l  wit h  the   lo west  powe r  t o  be   tra ns m itted.  I n  th e  co nv e ntio nal   OFDM   syst e m ,  the  sy stem   do   no t  ha ve  the  pri vileg e  to  choose  as  it   on ly   gen erat es  on e  ou t pu t.  Ther e f or e,  by  us i ng   MC S,  the  syst e m   can  pro duc e  m ult iple  ou t pu t  w hich  ca n  increases   the  pro ba bili ti es  of   the  syst em   to  ob ta in   m ini m u m  PA PR with  24% im pro vem ent.   Figure  5  s how s  that  P AP R  va lue  of    SCS  with  5  s hiftin g  process   an d  ha ving  6  I FFT  blo c k  is  m uch   higher  i n  com par is on   t o  the  MC S  with  4  s hiftin g  pr ocess   and   ha ving  5  IF FT  blo c k.  T her e  was  a  0.6   dB  ga p  wh e n  both  (S C S  an d  MC S)  w ere  usi ng  the  s a m e  nu m ber   of   IF FT   bl ock  ( I FFT  bl oc k  =  5) .  T he  resu lt s  of  this  stud y  i nd ic at ed   that  MC S  has  r ed uce d  the   us e  of  I FFT   bl oc ks   by  16.67%.   These  res ults  r eflect   those   fi ndin g  in   [20 ,   21]   who  al so   f ound  th at   red ucti on   in   the  nu m ber   I F FT  blo c ks   will   le ad  to  re du ct i on   i n  com pu ta ti on al   com plexity .             Figure  4 .  Com par is on of  PA P R reducti on  perform ance     Figure  5 .  P APR  p er f or m ance co m par iso n for  diff e re nt num ber   of   IF F T  blo c ks       5.   CONCL US I O N   In  this  pa per ,   a  ne w  a nd  e ffi ci ent  PAPR   r edu ct io n  m et h od  cal le d  MC S  is  pro po se d  to  s olv e  t he   PA PR  pro ble m   in  OFDM  s yst e m .  The  re s ults  ha ve  pro ve n  that   MC S  c an  ac hieve d  t he   obj e ct ive  with  24%  i m pr ovem ent  i n  m ini m iz ing   the  PAPR   as   com par ed  to   the  ori gin al   OF DM  syst em .  In   add it io n,   MC S   m anag ed   to  be at   SCS  in  te rm   of   PAPR   re duct ion   pe r form a nce  with   4.8%   i m pr ovem ent.  Furtherm or e,  MC S   can  al so   re du c e  the  com pu ta ti on al   com p le xi ty   by  reducin g  the  us a ge  of   I FFT  blo c k  in  t he  syst em .  Fu r ther  researc h  ne eds   to  be  car ry   out  to  eval uate  the  PAPR   perf or m ance  of   M CS  schem e  in  diff e re nt  m od ul at ion  te chn iq ues  for  oth e r  a pp li cat ion s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Media n  c odew or d s hift  (MC S )  techn iqu e f or   PAPR re duct io n  wi th l ow  . . . ( Mo hd Dan i al  Rozaini)   4887   ACKN OWLE DGE MENTS   We  a re  gr at e f ul  to   the  Facu lt y  of   Ele ct ric al   En gin ee rin g,  U niv e rsiti   Te knologi  Ma ra  (U iTM )   f or  pro vid in g  t he  i ns ig ht a nd exp erti se that  gr ea tl y assi st t his rese arch.       REFERE NCE S     [1]   S.  H.  Han  and  J.  H.  Lee,   “ An  Overvi ew  of  Peak - to - Avera ge  Po wer  Rat io  Redu ct ion  T ec hn iques   for  Multi ca rri e r  Tra nsm ission,”   I EE E   Wireless   C omm unic ati ons ,  vol.   12 ,   pp .   56 - 6 5,   2005 .   [2]   A.  Kum ar  and  M.  Gupta,   “ A  Revi ew  on  O FD M  and  PAP R  Reduc t ion  T ec hniqu es, ”  Ame rican  Journal  o f   Engi ne ering  and   Applied  S cienc e s ,   vol. 8, pp. 202 - 209,   2015 .   [3]   T.   Jiang   and  Y.   W u,   “ An  Overvi ew:  Peak - to - Avera ge   Pow er  Rat io  R educ t ion  Te chn ique s  for  OF DM   Signal s, ”   IEE E   Tr ansacti o ns on  Broadcasting ,   vo l .   54 ,   pp .   2 57 - 268,   2008 .   [4]   S.  P.  Yada v   and   S.  C.   B era,  “ PA PR   Reduc ti on   fo r  Im prove d  Eff i c ie nc y   of  OF DM   Modulat ion  fo r  Next  Gene r at ion  Com m unic at ion  S y stems , ”   Inter nati onal  Journ al  of  Elec tri cal  and  Computer   Engi n ee ring  ( IJE CE) ,   vol .   6 ,   pp .   2310 - 2321,   201 6.   [5]   H.  A .   Saadi ,   e t  al . ,   “ A  P APR  Reduc ti on  fo r  OF D M  Signal s  Based  on  Se lf - Adapti v e  Multi popul at ion  D E  al gorit hm , ”  In te r nati onal Journal   of El e ct ri cal   an d  Computer  Eng ine ering   ( IJE CE ) ,   vol.   7 ,   pp .   236 5 - 2373,   2017 .   [6]   M.  Sabbagh ia n ,   et   al. ,   “ Nea r  Sha nnon  Li m it   and  Low  Peak  To  Avera ge  Pow er  R at io  Turbo  B lock  Coded  OF DM, ”  IEE E   Tr ansacti o ns on  Comm unications ,   vo l. 59, p p.   2042 - 2045 ,   2 011.   [7]   E.   Abdulla h ,   et  al . ,   “ Minim iz i ng  High  P AP R   in  OFDM  Sy s te m   Us ing  Circ ula nt  Shift  Codeword, ”  Jurn al   Teknol ogi ,   vol .   7 8,   pp .   135 - 140 ,   2016.   [8]   C.   Nie  and  Y.   Bai ,   “ PA PR   Reduc ti on  wi th  A m pli tude   Cl ipping  and  Subband   Filt er   in  Fil te r e d - OF DM   Sy st e m , ”   Fi rs t  Int ernati on al  Conf ere nce o n  5G f or  Fut ure  Wirel ess Networ ks,   5GWN 2017 ,   pp.   220 - 227 ,   20 17.   [9]   J.  A.  Dav is  and  J.  Jedwab,  “ Peak - to - Mea n  Pow e r  Control  in  OF DM ,   Gola y   Co m ple m ent ar y   Se quenc es,   and   Re ed - Mulle r codes, ”  I EE E   Tr ansacti o ns on  Informatio n  Theory ,   vol. 4 5,   pp .   2397 - 241 7,   1999 .   [10]   S.  H.  Mulle r  an d  J.  B.   Huber ,   “ OF DM   with  Reduc ed  Peak - to - Avera ge  P ower  Rat io  b y   Opt imum   Com bina ti on  of  Parti al T r ansm it   Sequenc es, ”  El e ct ronics  Le tt ers ,   vol.   33 ,   pp .   368 - 369,   1997 .   [11]   K.  C.   Chung,   et   al . ,   “ Low  Com pl exi t y   PTS   Algorit hm s  with  Err or  Corre ct ion   Cap abi lit y   in  OF DM  Sy st ems , ”  2015  Sev en th  Int ernat ional   Conf ere nc e  on  Ubiqu it ous  and  Fut ure   Net w orks ,   pp.   254 - 25 6,   2015 .   [12]   R.   W .   Bauml,   et   al. ,   “ Reduc i ng  the   Peak - to - Avera ge  Pow er  Rat io  of  Multi ca rr ie r  Modula ti on  b y   Sel ecte d   Mapping, ”   E le c t ronics  Letters ,   v ol.   32 ,   pp .   2056 - 2057,   1996 .   [13]   S.  Y.  Zha ng  and  B.   Shahrra va,   “ A  Sele ct ed  Map ping  Te chni qu e  Us ing  Inte rle av e rs  for  P AP R   Reduc ti on  in  OF DM  S y stems , ”  W ireless   Pe rs onal  Co mm unic ati ons ,   v ol.   99 ,   pp .   329 - 3 38,   2018 .   [14]   P.  Manha s  and  M.  K.  Soni,  “ OFDM  P AP R  Red uct ion  Us ing  Re cur ring  SLM  with  C y c lic  and  Linea r  Bloc k  Cod es   Schemes,”   TEL KO MNIKA  Indo nesian  Journal   o f  E le c tric al   Eng i nee ring ,   vol .   16 ,   pp.   1 - 6,   2015.   [15]   P.  Boonsrim uang,   et   al. ,   “ Propos al   of  New  PA PR   Reduc ti on  Method  for  OF DM   Signal   b y   Us ing  Perm uta ti on  Sequenc es, ”  Ad v ance d  Comm unic ati on  Techno lo gy  ( ICACT ) ,   2012  14th  Inte rnati onal  Confe renc e ,  v o l .   2 ,   pp.   342 - 345,   2012 .   [16]   E.   Abdulla h ,   et   al . ,   “ PA PR   Reduc ti on  Us ing  SC S - SLM  Te chni q ue  in  STF BC  M IMO - OFDM,”   AR PN  Journal  of  Engi ne ering  and   Applied  S cienc e s ,   vol. 12 ,   pp.   32 18 - 3221,   2017 .   [17]   E.   Abdul la h ,   et  al. ,   “ Modifie d  Sele c ti ve   Mappi ng  Scheme  wi t h  Low  Com plexit y   for  Minim i zi ng  High  Peak - Avera ge  Pow er  Rat io  in  Orthog onal   Freque nc y   Division  Multi pl exi ng  S y stem, ”  AIP   Confe ren ce   Proce ed ings ,   vol .   1774,   2016 .   [18]   T.   D .   Chiu eh  an d  P.  Y.   Tsai,  “ O FD M  Baseba nd  Rec e ive r   D esign   for  W ireless  Co m m unic at ions, ”   Singapore ,   Joh n   W il e y   &   Sons   ( As ia )  Pte Lt d ,   2 007.   [19]   K.  G.  Pate rson  and  V.  Ta rokh ,   “ On  the   Exi sten ce   and  Constru c ti on  of  Good  Codes  with  Low  Peak - to - Avera g e  Pow er  Rat ios, ”  I EE E   Tr ansacti o ns on  Informatio n  Theory ,   vol. 4 6,   pp .   1974 - 198 7,   2000 .   [20]   S .  J .   Heo,   et   al . ,   “ A  Modifie d  SLM  Scheme  with  Low  Com ple xity   for  PA PR   Red uct ion  of  OF DM   S y stems , ”  I EE E   Tr ansacti ons on Broadcasting ,   v ol.   53 ,   pp .   804 - 8 08,   2007 .   [21]   D .  W .   Li m ,   et   al . ,   “ A  New  SLM  OFDM  Scheme  with  Low  Com ple xity   for  PA PR   Reduc ti o n, ”  IEEE  Signa l  Proce ss ing  Let ter s ,   vol. 12, pp. 9 3 - 96,   2005 .       BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS          Mohd  Dan ial   Ro z aini   was  b orn  in  Kuala   Lumpur,  Malays ia .   He  r ec e ived  a  Bac h el or  of   Engi ne eri ng  (Ho ns)  El e ct roni cs  Engi ne eri ng  (Co m m unic at ion)  fr om   Univer siti   T eknol ogi  MA RA   (UiTM),   Malays ia   in  2014.   He  rec e ive d  a  Master   of  Science   in  Telec o m m unic at ion  a nd   Inform at ion  En gine er ing  from   Univer siti   Te kn ologi   MA RA  (UiTM)  in  2016 .   He  is  cur r en t l y   working  towar d s  his  PhD   at   the  Facul t y   of  E lec tri c al   Engi ne eri n g,   Univer si ti   Teknologi  MA RA  (UiTM).   His  rese arc h  intere sts  m ai nl y   fo cus  on  wire le ss   communic a ti ons,  OF DM   sy stems   and   power  co nsum pti on  red u ct ion   in   wire le ss   comm unic a ti ons de v ice s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  9 , N o.   6 ,  Dece m ber  2 01 9  :   4882   -   4888   4888     A z li na  Id ri s   is  a  Senior  L ec tur er   at   th e  Univ ersit i   Te knolog i  MA RA  (UiTM),   Sel angor ,   Ma lay sia .   She  obta in ed  h e r  PhD   in  wire l e ss   comm unic at i on  from   Univer sit y   Malay a   (U M),  Malay si a.  She   has  rec e ive d  th e   Master   of  Enginee ring  in  El e ct r ic a l  from   Univer siti   Te kno logi   Mala y s ia   (UTM ).   Previousl y ,   she   obta in ed  her   fir st  degr e e  from   Le eds  Me tropol i ta n  Univ ersity ,   Unite d  Kingdo m  with  Honours ,   in  Applie d  Comput er.   She  is  a  m ember  of  W ire le ss   Com m unic at ion  Technol o g y   (W iCOT)  Resea rch   Inte rest  Gr oup  (RIG)  and  her   rese arc h  i nte rest s  include   OF D M/OF D M A  tra nsm ission,  si ngle   and  m ult iu ser  pre cod ing,  m odula ti on,   MIM O  tra nsm issio n  technique s  an d  rec e ive rs,   cha n nel   codi ng,   interfe ren ce  m anagem ent   and   m it iga t ion,  and  c hanne l   m odel in g   (ch annel estimat ion).         Darma w at y   Mo hd   Ali   is  a  Seni or  Le ct ur er  at   th e  Univer siti   T ek nologi   MA RA  ( UiTM),   Sela ngo r,  Malay s ia.  She  obta in ed  her   P hD  in  2012  from   Univer siti   Malay a   (UM ),   Malay si a.   She  h a s   rec e ive d  th e  Master   of  Engi ne eri ng  in  Elec tr i ca l  in  2002  fro m   Univer siti   Teknologi  Malay si a  (UTM) .   Previou sl y ,   she  ob ta in e d  her   first  degr e e  from   Univer siti   Keba ngsa an  Malay s ia   (UK M)  with  Honours ,   in  El ectrical ,   Elec tron ic   and  S y stem,  gra duat i n g  in  1999.   She  is  a  m ember  o f  W ire le ss   Comm unic a ti on  Techn olog y   (W iCOT)   Resea rch   Inte r e st  Group  (RIG)   and  her   rese ar ch   int er ests  include   W ire le ss   Acc ess T e chnol og y   and   Qualit y   of   Servi ce   in  W ireless B roa dband.         E z min  Abdu ll ah   is  cur ren t l y   working  as  a  s enior  le c ture r  in  C ent re  fo r  Com pute r  Eng ineeri n g  Studie s,  Facul t y  of  El ec trica l  Engi ne eri ng,   U nive rsiti   T eknologi  MA RA   (Ui TM),   Sela ngor ,   Malay s ia.  She  was  gra duat ed  f rom   Hirosaki  U nive rsit y ,   Jap an  in  2006  for  her   bac he lor  degr e e,  m aj or  in  E lectr onic s  and  In for m at ion  S y st ems   Engi ne eri ng .   S he  re ce iv ed  h er   m aste rs  and  PhD  degr ee  from   Univer siti   Te kno log i  MA RA  in  201 3  and  2017  r esp ec t ive l y .   Her   res ea rch   intere sts a r e   wire le ss   comm unic a ti ons,  OF DM   sy st ems ,   power  consum pti on  red uc tion   in  wir el es s  comm unic at ions   device s,   FP GA   appl i ca t ions a nd   ene rg y   m an agem ent .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.