I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   10 ,   No .   2 May   201 8 ,   p p .   6 0 6 ~6 1 6   I SS N:  2502 - 4752 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 1 0 . i2 . p p 606 - 6 1 6          606       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   RF  Ene rg y  H a rv e sting  w ith  M ultiple  So urces    in Wirel ess  Mes Netw o rk       K . N.   P un ira n 1 ,   Ah m a d   Ro bi a h * 2 ,   Rudzid a t ul A k m a m   Dz iy a ud din 3   1 De p a rt m e n P e tr o f a c   En g in e e rin g   S e rv ice s (M a la y sia S d n   Bh d     Ja lan   Am p a n g ,   Ku a la L u m p u r,   M a la y sia   2, 3 Ra z a k   S c h o o o f   En g in e e rin g   a n d   A d v a n c e d   T e c h n o lo g y ,   Un iv e r siti   T e k n o lo g M a lay sia     Ja lan   S e m a r a k ,   Ku a la L u m p u r,   M a la y sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   N o v   1 5 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J an   1 6 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Feb   2 1 ,   2 0 1 8       En e rg y   h a rv e stin g   (EH)  m o d u le  f o w irele ss   se n so n e tw o rk   h a b e c o m e   a   p ro m isin g   fe a tu re   to   p ro lo n g   th e   c o n v e n ti o n a b a tt e ry   in sid e   th e   d e v ice s.  T h is   e m e rg in g   te c h n o l o g y   is  g a in in g   in tere st  f ro m   se n so m a n u f a c tu re r a w e ll   a s   a c a d e m icia n a c ro ss   th e   g lo b e .   Th e   c o n c e p o f   e m p lo y in g   EH  m o d u le  m u st  b e   c o st  e f f e c ti v e   a n d   p ra c ti c a l.   I n   su c h ,   t h e   u se   o f   EH  m o d u le  ty p e   b e sid e s   RF   is  m o re   re a li stic  d u e   to   t h e   si z e   o f   th e   sc a v e n g e m o d u le,  th e   a v a il a b il it y   o f   th e   re so u rc e a n d   c o n v e rsio n   e ff icie n c y .   M o st  o f   th e   o il   a n d   g a s   p lan ts  h a v e   so m e   d ra w b a c k s   in   sc a v e n g i n g   RF   f ro m   su rro u n d i n g   (i. e .   ro u t e r,   W i - F i,   b a se   sta ti o n ,   c e ll   p h o n e d u e   t o   it p lac e m e n in   re m o te  a re a   a n d   t h u l im it e d   e n e rg y   so u rc e c o u ld   b e   a   th r e a in   th is  a p p li c a ti o n .   M u lt ip l e   so u rc e s,   in c lu d in g   c o - c h a n n e in terf e re n c e   (CCI)  in   a n y   c o n stra in n o d e is  a   f e a sib le  w a y   o f   sc a v e n g in g   se v e ra w a ste s   f ro m   a m b ien RF   e n e rg y   v ia  w irele ss   m e sh   to p o lo g y .   In   th is  p a p e r,   a   3 - n o d e   d e c o d e - a n d - f o rw a rd   (DF)  m o d e is   p ro p o se d   w h e re   th e   re lay   n o d e   is  su b jec to   a n   e n e r g y   c o n stra in t .   M u lt ip le   p rim a r y   so u rc e a n d   CCI  a re   a d d e d   in   th e   s y ste m   m o d e k n o w n   a s   M u lt ip le - S o u rc e   a n d   S i n g le - Re la y   (M S S R).   A   m a th e m a ti c a m o d e is  d e riv e d   in   T im e   S w it c h in g   Re la y in g   ( T S R)  a n d   P o w e S p li tt in g   Re la y in g   (P S R)  s c h e m e to   o b tai n   a n   a v e ra g e   s y st e m   th ro u g h p u a a   d e stin a ti o n .   N u m e ric a sim u latio n   w it h   re sp e c to   th e   a v e ra g e   th ro u g h p u t   a n d   EH  ra ti o   w a p e rfo rm e d   a n d   c o m p a re d   w it h   th e   S i n g le - S o u rc e   a n d   S in g le - Re lay   (S S S R)  a n d   id e a l   re c e iv e r.   B y   a p p l y in g   m u lt ip le  so u rc e a n d   CCI   a a n   e n e rg y   e n h a n c e m e n a th e   c o n stra i n n o d e ,   t h e   o p ti m a v a lu e   o f   EH  ra ti o   f o T S c a n   b e   re d u c e d   sig n if ica n tl y   b y   1 0 %   a c o m p a re d   to   th e   id e a re c e iv e w h e re a th e   o p ti m a l   v a lu e   o f   EH  ra ti o   f o P S is  o u tw e ig h   T S in   term o f   o v e r a ll   sy ste m   th ro u g h p u t.   K ey w o r d s :   Co - c h an n el  I n ter f er en ce   Dec o d e - an d - f o r w ar d   E n er g y   Har v e s tin g   E r g o d ic  C ap ac it y   Me s h   Net w o r k   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   R o b iah   A h m ad   R az ak   Sc h o o l o f   E n g i n ee r in g   an d   A d v an ce d   T ec h n o lo g y ,     Un i v er s iti T ek n o lo g i M ala y s ia ,   J alan   Se m ar ak ,   K u ala  L u m p u r ,   Ma la y s ia   E m ail: r o b iah a h m ad @ u t m . m y       1.   I NT RO D UCT I O N     R F e n er g y   h ar v esti n g   is   p r o ce s s   to   h ar n ess   e n er g y   f r o m   a m b ien t to   p r o v id p o w er   a n d   s to r en er g y   in   w ir e less   s e n s o r   d e v ices.   O n o f   t h k e y   ad v an ta g es   o f   R e n er g y   h ar v esti n g   i s   th e   ab ilit y   to   i n cr ea s o v er all  s y s te m   t h r o u g h p u t   at  t h d esti n atio n .   A p ar f r o m   th a t,  th e   o v er all  co s o n   p r o j ec im p le m e n tat io n   ca n   b s ig n if ica n tl y   r ed u ce d   if   w i r eless   s e n s o r s   ar b ein g   d ep lo y ed ,   h e n ce   w ill  el i m in ate  t h n ee d s   o f   p h y s ical   ca b le.   No n eth eles s ,   th r etu r n   o n   in v e s t m en is   s u p er io r   an d   o u t w eig h   t h w ir ed   n et w o r k .   I n   ter m s   o f   n et w o r k   ef f icien c y ,   s y s te m   late n c y   ca n   b d r asti ca ll y   r ed u ce d   s i n ce   r ea l - ti m d ata  a n d   s e n s o r s   s ca n   r ate  ca n   b s et   f aster   w it h o u lo s i n g   th s e n s o r   p o w er   in   les s er   ti m e,   co n s eq u e n tl y   in cr ea s es  p o w er   n et w o r k   r an g an d   i m p r o v es p er f o r m a n ce   [ 1 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R F   E n erg Ha r ve s tin g   w ith   Mu ltip le  S o u r ce s   in   W ir ele s s   Me s h   N etw o r k   ( K . N .   P u n ir a n )   607   T y p icall y ,   w ir ele s s   s e n s o r   o p er ates  in   I n d u s tr ial,   Scie n ti f ic  an d   Me d ical  ( I SM)   2 . 4   GHz   r a d io   b an d .   T h w ir eless   s en s o r   u s es  s ev e r al  tech n iq u es  to   co ex is w i th   o th er   w ir ele s s   ap p licatio n s   i n   th s a m s p ec tr u m   b an d s   [ 2 ] .   On o f   t h tec h n iq u es is   th e   n e t w o r k   s eg m e n tatio n   w h er ea c h   s e g m en h as  s ev er al  w ir eless   s e n s o r   d ev ices  ap p ea r ed   in   t h s a m e   p h y s ical   s p ac a n d   t h d e v i ce s   e m b ed   w it h   a   u n iq u e   n et w o r k   id en t if ica tio n   ( I D) .   T h s p ec tr u m   i s o latio n   is   an o t h er   co ex is te n ce   tech n iq u to   av o id   in ter f er en ce   b et w ee n   w ir eles s   ap p licatio n s   o p er atin g   i n   d if f e r en p o r tio n   o f   s p ec tr u m   b an d s .   I n   ad d itio n   to   th at,   w ir ele s s   s en s o r   d ev ices  ar e   lo w - p o w er   d e v ices,   an d   th i s   m a y   aid   to   p r e v en t   f r o m   i n t er f er in g   w i th   h ig h - p o w er   ap p licatio n s .   An o t h er   i m p o r tan k e y   a s p ec o f   co ex is te n ce   tec h n iq u is   th ab ilit y   o f   th w ir eless   s en s o r   n et w o r k   i n   s p atia l   d iv er s it y .   I m ea n s   th s el f - o r g an izi n g   m es h   n e t w o r k   ca n   h o p   o n   d if f er e n an d   s e v e r al  p ath s   w ith in   it s   s eg m e n t h at  m a y   e x p o s to   d if f er en R co n d it io n .   T h w ir eless   s e n s o r   d ev ice  ca n   p er f o r m   c h an n el  h o p p in g   an d   u s e s   1 5   ch a n n el s   w it h i n   t h 2 . 4   GHz   s p ec tr u m ,   th u s   e n s u r es  t h at  i n ter f er en ce   o n   o n o r   s ev er al  ch a n n e ls   w il n o o cc u r .   T h o th er   te ch n iq u es  ar Dir ec Seq u e n c Sp r ea d   Sp ec tr u m   ( D SS S)  co d in g   a n d   T im e   S y n ch r o n ized   Me s h   P r o to co ( T SM P ) .   T h p u r p o s o f   DS SS   co d in g   is   to   av o id   n et w o r k   j a m m i n g ,   ch a n n el   s h ar i n g   a n d   i m p r o v ed   SNR   r atio   w h er ea s   T SMP   p r o v i d es  tim s y n ch r o n i s atio n   in   s ch ed u li n g   t h e   in f o r m atio n   tr a n s m is s io n   w it h in   t h n et w o r k s ,   a n d   it   is   lik e l y   to   r ed u ce   th e   b atter y   co n s u m p tio n   a n d   in ter f er e n ce .   T h ese  cr iter io n s   s ee m   v ital  to   co n v e y   a n d   a d ap MSSR   in   R F   w ir eles s   m u lti - h o p   n et w o r k s   en v ir o n m e n t to   s ca v en g m u lt ip le  s o u r ce s   in c lu d i n g   C C I .     A   m u lti - h o p   n et w o r k   ca n   b d ef in ed   a s   p o in t - to - p o i n n o d b et w ee n   s o u r ce   a n d   d esti n ati o n   w it h   th p r esen ce   o f   i n ter m ed iate  r ela y .   T h p er f o r m a n ce   an al y s i s ,   s u c h   as  r ela y   o p er atio n   p o lic y ,   r ela y   s elec tio n   an d   p o w er   allo ca tio n   ar d is cu s s ed   in   [ 3 ] .   I n   m u lti - h o p   r elay i n g   n et w o r k s ,   co o p e r ativ r ela y in g   tec h n iq u is   b en ef icia to   o v er co m f ad i n g   an d   atten u atio n   o f   t h tr an s m i s s io n   s ig n al  d u to   its   p r o p ag atio n   p ath   co n d itio n   an d   d is tan ce .   T h i s   i m p r o v e s   th n et w o r k   p er f o r m an ce   i n   ter m s   o f   e f f ic ien c y   a n d   r eli ab ilit y .   T h u s ,   it  is   s u itab le  to   ap p l y   e n er g y   co n s tr ain n et w o r k s ,   s u c h   as  R F   E n et w o r k   at   th r ela y   n o d es.  I n   co o p er ativ e   r ela y in g   R E n et w o r k ,   m o s o f   th w o r k s   f o cu s ed   o n   im p r o v in g   t h p er f o r m an ce   g a in   o f   p h y s ical  la y er   ( i.e .   r elay   o p er atio n )   an d   M u lt ip le  A cc e s s   C o n tr o ( M A C )   la y er   ( i.e .   p o w er   allo ca tio n )   an d   n et w o r k   la y er   ( i.e .   r ela y   s e lectio n ) .   Fo r   s i m p licit y ,   th co o p er ativ r ela y i n g   o n l y   co n s id er s   p er f ec c h an n el   s tate  in f o r m atio n   ( C SI)   o r   o th er w is it b ec o m e s   co m p le x .     R w ir e less   n e t w o r k s   ca n   t r an s p o r in f o r m at io n   a s   w el l   as  p o w er   s i g n al  f r o m   s o u r ce   to   its   d esti n atio n   [ 4 ]   an d   [ 5 ] .   A s   i n   [ 6 ] - [ 8 ]   th p r o p o s ed   t w o   ( 2 )   s ch e m e s   i n   D m o d el  w i t h   r ela y in g   s c h e m e,   n a m e l y   T i m S w itc h in g   R e la y i n g   ( T SR )   an d   P SR   h av b ee n   in tr o d u ce d   f o r   Si m u lta n eo u s   W ir eles s   I n f o r m a tio n   an d   P o w er   T r an s f er   ( SW I PT ) .   T h w o r k   is   a n   en h a n ce m en in   [ 4 ]   w h er it  is   r e alize d   o n   p o in t - to - p o in s y s te m   a n d   s in g le   s o u r ce   o f   E H.   Ho w e v er ,   th e   w o r k s   i n   [ 6 ] - [ 8 ]   o n l y   a s s u m e   s i n g le  tr a n s m itter   w it h   s i n g le  r ela y   i n   co o p er ativ n et w o r k   w it h o u t a n y   m u lti p le  s o u r ce s   ass i s ted   in cl u d i n g   C C I .   I n   th e   co n v en t io n al  r ela y i n g   co n ce p t,  C C I   w i th in   th s a m b an d w id th   a s   tr an s m itted   s ig n a w il l   d eter io r ate  th o v er all  s y s te m   p er f o r m a n ce   an d   s h o u ld   b eli m i n ated   b y   ap p ly in g   in t er f er en ce   ali g n m e n t   ap p r o ac h   o r   b y   d ec o d in g   t h e   i n ter f er i n g   s ig n al  a s   s tated   i n   [ 9 ]   an d   [ 1 0 ] .   I n   th i s   w o r k ,   C C I   s i g n al   is   tr ea ted   as   n e w   s o u r ce   o f   E r at h er   t h an   a   w aste   e n er g y .   P ar ticu lar l y ,   i n   [ 1 1 ]   an d   [ 1 2 ] ,   th e   a u th o r s   p r o p o s s y s te m   m o d el  i n   DF  n et w o r k   u s i n g   ti m s w i tch i n g   s c h e m w h er t h co n s tr ai n t r ela y   n o d h ar v e s ts   e n er g y   f r o m   b o t h   s o u r ce   an d   i n ter f er en ce   s i g n al s ,   an d   u s e s   to   d ec o d th s o u r ce   s ig n al  a n d   f o r w ar d s   it  to   t h d esti n at io n .   T h e   ai m   i s   to   i n v e s ti g ate  t h o v er a ll  s y s te m   p er f o r m an ce   in   ter m s   o f   E r atio   f o r   d if f er en v a l u es  o f   a v er ag S NR   an d   s i g n al - to - i n ter f er e n ce   r at io   ( SIR)  r ec eiv ed   at  th r ela y   n o d [ 1 1 ]   an d   to   in v e s ti g a te  th s ec o n d   h o p   n et w o r k   o u tag e   p er f o r m a n ce   a t th d es tin a tio n   n o d [ 1 2 ] .   T h r esu lt s   i n   [ 1 1 ]   co n clu d t h at  th er is   a   d esira b le  o u tco m i n   ex c h a n g i n g   th v al u es o f   SNR ,   SI R   an d   E r atio   at  th r ela y   n o d e.   I t m ea n s   a s   SIR in cr ea s es  w it h   f i x ed   S NR ,   th e   o p ti m al   v a l u o f   E r atio   in cr ea s es.  T h i s   is   b ec au s w h e n   t h r ec ei v ed   av er ag e   SN R   i s   co n s ta n t,  th i n cr ea s p o w er   in   C C I   s ig n al  ca n   d eg r ad th s y s te m   p er f o r m a n ce ,   b u r ed u ce s   th o p ti m a l   v alu e   o f   E r atio   e f f ec t iv el y .   W h er ea s ,   t h r es u lt s   i n   [ 1 2 ]   ar o b v io u s   a s   co m p ar ed   to   t h p r ev io u s   w o r k s   w it h o u C C I   as s is ta n ce   [ 6 ] - [ 8 ]   w h er t h o v er all  t h r o u g h p u is   en h a n ce d   w it h   b etter   o u tag e   p er f o r m a n ce .   T h e   d r a w b ac k   o f   th p r e v io u s   w o r k s   [ 6 ] - [ 8 ]   is   t h at  t h n u m er ica eq u atio n   d o es  n o co n s i d er   m u lti - s o u r ce   a s   t h e   p r im ar y   s i g n als  in   co n tr ast  t o   th w o r k   w h ic h   co n s id er s   m u lti - i n ter f er e n ce   f r o m   o th er   n et w o r k s .   T h i s   m o tiv a tes  t h w o r k   to   i m p le m en m u lti - s o u r ce   as  p r i m ar y   s ig n als  a n d   C C I   as  s ec o n d ar y   s i g n al s   as  p ar o f   h ar v e s ted   p o w er   at  th r e la y   n o d e.   T h o b j ec tiv es  o f   th e   p ap er   ar to   d ev elo p   r ela y i n g   p r o to co l   f o r   T SR   an d   P S R   i n   n u m er ic al  f o r m   b y   ap p ly i n g   m u lti - s o u r ce   w it h   in ter f er en ce   s i g n als  a s s i s ted   an d   to   v alid ate  th p r o p o s ed   tech n iq u i n   r elatio n   to   o v er all  s y s te m   th r o u g h p u a g ain s t h e   E r atio .   T h p a p er   is   o r g an ized   in   s u ch   t h a th o v er v ie w   an d   in tr o d u ctio n   o f   th w o r k   i s   d is cu s s ed   in   p ar I   w h ile  t h s y s t e m   m o d el  is   p r ese n ted   in   p ar I I .   I n   p ar I I I   is   th d ev elo p m en o f   n u m er ical  eq u atio n s   o f   MSS R   i n   r elatio n   to   T SR   an d   P SR   s ch e m es   an d   th r es u lts   ar e   d is cu s s ed   in   p ar t I V.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 Ma y   2 0 1 8   :   6 0 6     6 1 6   608   2.   SYST E M   M O DE L   T h tr an s m i s s io n   p r o to co u s ed   in   th is   s i m u latio n   i s   d ec o d e - an d - f o r w ar d   r ela y in g   n et w o r k .   T h p r o to co d escr ib es  an d   an al y z es  th s y s te m   t h r o u g h p u i n   th p r esen ce   o f   e n er g y   h ar v es ti n g   co n s tr ai n at   t h e   r ela y .   I is   ass u m ed   th at  t h r ela y   is   a n   en er g y   co n s tr ain n o d an d   ca p ab le  o f   en er g y   h ar v esti n g   f r o m   th R F   s ig n al.   T h s ig n al   d ata  is   b ein g   tr a n s m itted   f r o m   t h s o u r ce   an d   p r o ce s s ed   at   th e   r ela y   p r io r   to   f o r w ar d i n g   i t   to   d esti n atio n .   T h co m p u ted   m at h e m a tical  r es u lt s   ar b ase d   o n   er g o d ic  ca p ac it y ,   f r ac tio n   o f   s p lit  p o w er   an d   av er ag SN R / SIR.   As  s h o w n   in   s y s te m   m o d el  f o r   MSSR   in   Fi g u r 1 ,   th en er g y   h ar v e s ti n g   at  th r ela y   n o d is   co m b i n atio n   o f   m u ltip le  s o u r ce s   p o w er   a n d   co - ch a n n el  i n ter f er er s   p o w er   i n   d if f er en t   w ir eles s   n et w o r k   s eg m e n tatio n .   As  o f   M SS R   f r o m   m u ltip le  s o u r ce s ,   1 , ,   to   r ela y   R ,   t h d is ta n ce   r ep r esen t s   as   1 , ,    w h er ea s   f r o m   m u ltip le  i n ter f er er s ,   , ,   to   r elay   R ,   th d is tan c r ep r esen ts   as  1 , ,    w h er ea s   t h r ec eiv ed   c h an n el   f o r   m u ltip le  s o u r ce s   r ep r esen as  1 , ,    an d   f o r   in ter f er er s   r ep r esen a s   1 , ,  .   W h er eb y   f r o m   r ela y   R   to   d esti n atio n   D,   th d is tan ce   r ep r esen ts   as  2   an d   r ec eiv ed   c h an n e l   r ep r esen ts   as  .           Fig u r 1 .   Sch e m atic  Dia g r a m   f o r   3 - No d w it h   M u ltip le  So u r ce s   an d   Si n g le  R ela y   w it h   C o - C h a n n el  I n ter f er en ce   ( C C I )   in   Me s h   T o p o lo g y   Net w o r k         T h d ata   r ate   eq u atio n   at  R   an d   ar e   s h o w n   in   eq u atio n s   ( 1 )   w h er   an d     ar e   t w o   r an d o m   v ar iab les  o f   p o in t - to - p o in d is cr ete  m e m o r y le s s   ch a n n el  ( DM C )   w h ic h   co r r esp o n d s   to   th in p u an d   o u tp u t   s eq u en ce s   f o r   th DF  m o d el.   Dis cr ete  ch an n el s   f o r   ea ch   o f   th n o d es  ar s y m b o lize d   as  1 , ,  1 , ,    f o r   s o u r ce   n o d es,    an d     f o r   r elay   n o d an d     f o r   d esti n atio n   n o d e.   A s   f o r   th s i g n al   tr an s m is s io n   f o r   co o p er ativ r ela y in g   n e t w o r k   th eo r y ,   t h f ir s ti m s lo t,  T 1   r e p r esen ts   s ig n al  tr an s m is s io n   f r o m   1 , ,   an d   , ,   to   R ,   w h ile  t h s ec o n d   ti m s lo t,  T 2   r ep r esen ts   s i g n al   tr an s m is s io n   f r o m   R   to   D .   T h ch an n el  g ai n   o r   R a y lei g h   f ad in g   ch a n n el  f o r   1 , ,   an d   , ,   to   R   d en o tes  as    an d     r esp ec tiv el y   w h ile  f r o m   R   to   d en o tes  as  .   T h o v er all  ad d ictiv w h ite  Ga u s s ian   n o i s ( A W GN)   is   ad d ed   at  b o th   r elay   an d   d esti n atio n   n o d es,  an d   it  r e p r esen ts   as    an d     r esp ec tiv el y .     d en o tes  th n o .   o f   s o u r ce s   an d     d en o tes th n o .   o f   in ter f er er s .     T h ac h iev ab le  DF  r ate  eq u atio n   w h ic h   is   d er iv ed   f r o m   [ 1 3 ]   f o r   m u lt i - s o u r ce   s i n g le - r ela y   w it h   in ter f er e n ce   as s is ted   ca n   b d ef i n ed   as:   { R 1 I   ( X S1 , . . , X SM , X β1 , . . , X β N ; Y R | X R ) for   R e l a y R 2 I   ( X S1 , . . , X SM , X β1 , X R ; Y D ) for   De s tin a tio n             ( 1 )     T h ac h iev ab le  r ate  R _ 1   at  th e   r elay   R   an d   R _ 2   at  th d est in atio n   ca n   b w r itte n   as:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R F   E n erg Ha r ve s tin g   w ith   Mu ltip le  S o u r ce s   in   W ir ele s s   Me s h   N etw o r k   ( K . N .   P u n ir a n )   609   {         1 l og ( 1 + 1 ) 2 l og ( 1 + 2 ) 1 + 2 l og ( 1 + 1 + 2 )           ( 2 )     w h er 1   an d   2   ar e   th s ig n al  p o w er   f o r   d ata  r ate  1   an d   2   ac co r d in g l y   a n d     is   A W GN.   T h ac h iev ab l e   r ate,   1   an d   2   ar ex p ec ted   to   b n ea r er   to   th at  o f   t h o p ti m al  S h a n n o n   Har tle y   t h eo r em .   T i m s lo t   r ep r esen tatio n   o f   t h r ec eiv ed   s ig n al  at  b o th   r ela y   a n d   d esti n at io n   n o d es a r d en o ted   as:   T im s lo n o .   1 ,   T 1 :     =   = 1 + = 1 +               ( 3 )   T im s lo n o .   2 ,   T 2 :   =   ̅ +               ( 4 )     w h er   th r ec ei v ed   s ig n al  a th r ela y ,   th r ec eiv ed   s i g n al  at  th d esti n atio n ,     ch an n e g ai n   f r o m   s o u r ce     to   r elay ,     ch an n el  g a in   f r o m   r ela y   to   d esti n at io n ,     ch an n el  g ai n   f r o m   i n ter f er er     to   r elay ,     in f o r m atio n   s y m b o f r o m   s o u r ce     to   r elay ,     in f o r m atio n   s y m b o f r o m   i n ter f er er     to   r ela y ,   ̅   d ec o d ed   ve r s io n   o f   t h s i g n al    tr an s m itted   p o w er   f r o m   s o u r ce     tr an s m itted   p o w er   f r o m   i n ter f er er     tr an s m itted   p o w er   f r o m   r ela y ,     th n o .   o f   s o u r ce s ,     th n o .   o f   in ter f er er s ,     n o is at  t h r ela y ,     n o is at  t h d esti n a t io n .   T h tr an s m i s s io n   b lo ck   s tr u ct u r in   T SR   s c h e m f o r   en er g y   h ar v e s tin g   a n d   in f o r m atio n   p r o ce s s in g   at  th r ela y   i s   p r esen ted   in   Fig u r 2 .   I n   T SR   s ch e m e,   e n er g y   h ar v e s tin g   p o w er   f r o m   S to   R   an d   R   to   is   g iv e n   i n   ( 5 ) .   Fro m   t h en er g y   h ar v e s tin g   p o w er ,   th e   r ec eiv ed   s ig n al  at  t h d esti n a tio n   n o d ca n   b d er iv ed   ac co r d in g l y .   T h s a m is   ad o p ted   f o r   th P SR   s c h e m w h er e   th o n l y   d i f f er en ce   i s   th e n er g y   h ar v e s ti n g   eq u atio n   f r o m   S to   R   a n d   R   to   D.     2 . 1 .   T i m Sw it ching   f o M SS R   2 . 1 . 1 .     Co m b ina t io n o f   E ner g y   H a r v esting   a nd   I nfo r m a t i o n T ra ns m i s s io n w it M ultiple  So urce s     I n   th i s   m o d el,   t h en er g y   co n s tr ain at  r ela y   n o d h ar v est s   en er g y   f r o m   b o th   s o u r ce   a n d   i n ter f er e n ce   s i g n als,  an d   u s es  t h h ar v e s ted   en er g y   to   d ec o d th s o u r ce   s i g n al   an d   f o r w ar d   it  to   t h d es tin a tio n .   A s   d ep icted   in   Fig u r 2 ,     is   th to tal  b lo ck   t i m i n   T SR   s ch e m i n   w h ich   th in f o r m at io n   s i g n al  is   tr a n s m itted   f r o m   t h e   s o u r ce   n o d to   th d esti n atio n   n o d e.   T h ( 0 , 1 )   d en o tes  th f r ac tio n   o f   b lo ck   ti m in   w h ic h   th r ela y   h ar v e s ts   en er g y   f r o m   t h s o u r ce   an d   in ter f er er   s ig n al s ,   w h ile  th r e m ai n i n g   b lo ck   ti m r ep r esen ts   as  ( 1 )   is   u s ed   f o r   th in f o r m atio n   tr an s m i s s io n .   I n   t h is   m an n er ,   h alf   o f   th ( 1 )   w h ic h   is   ( 1 ) / 2   is   u s ed   f o r   th s o u r ce   to   r ela y   in f o r m atio n   tr an s m i s s io n ,   a n d   th r e m ai n in g   h al f   is   u s ed   f o r   th r ela y   to   d esti n atio n   i n f o r m atio n   tr an s m is s io n .   I t   is   ass u m ed   t h at  t h r ela y   w o u ld   co n s u m al t h h ar v e s ted   e n er g y   p r io r   to   f o r w ar d in g   th s o u r ce   s ig n al  to   its   d esti n a tio n .   T h f r ac tio n   o f   ti m   co n tr o ls   t h ac h ie v ab l e   th r o u g h p u at  t h d est in at io n   n o d e.   T h o n l y   d i f f er e n ce   i n   t h is   MSS R   as   co m p ar ed   to   s in g le  s o u r ce   is   t h e   av ailab ilit y   o f   en er g y   h ar v esti n g   s o u r ce s   w h ic h   ar th s u m   o f   s o u r ce   an d   in ter f er er s .   T h d etails  p r esen tatio n   o f   th r ec eiv ed   s ig n al  at  t h r ela y   n o d an d   d esti n atio n   n o d is   an al y ze d   in   b elo w   s ec tio n .           Fig u r 2 .   T r an s m i s s io n   B lo ck   Stru ct u r in   T SR   Sc h e m f o r   E an d   I n f o r m atio n   T r an s m is s io n         T h r ec eiv ed   s ig n a l,    at  th r el a y   n o d e,   ( )   ca n   b d er iv ed   as:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 Ma y   2 0 1 8   :   6 0 6     6 1 6   610   ( ) =   1 ( ) = 1 +     1 ( ) = 1 + ( )     ( 5 )     w h er e     1 , 2 , , in teg er   d en o te s   s y m b o in d ex ,     d is ta n ce   f r o m   s o u r ce     to   r ela y ,     d is ta n ce   f r o m   in ter f er er     to   r ela y ,     ch a n n el  g ai n   f r o m   s o u r ce     to   r ela y ,     tr an s m itted   p o w er   f r o m   s o u r ce     ch an n el  g ai n   f r o m   i n ter f er er     t o   r elay ,     tr an s m itted   p o w er   f r o m   in ter f er er     p ath   lo s s   e x p o n en t,    th n o .   o f   s o u r ce s   th n o .   o f   in ter f er er s ( )   th   n o r m a lize d   in f o r m atio n   s y m b o f r o m   t h s o u r ce   i.e .   E   { | ( ) | 2 }   1 ,   ( )   th   n o r m alize d   i n f o r m atio n   s y m b o f r o m   th i n ter f er er   ,   i.e .   E   { | ( ) | 2 }   1 ,   ( )   b aseb an d   ad d ictiv w h ite  G au s s ian   n o is ( A W GN)   at  th r ela y .     T h en er g y   h ar v es tin g   d u r i n g      ti m ca n   b w r itt e n   as:      = η ( 1 | | 2 = 1 + 1 | | 2 = 1 )    ( 6 )   w h er e   η   en er g y   co n v er s io n   ef f ic ien c y   is   0   η   1   w h ic h   d ep en d s   o n   en er g y   h ar v es tin g   e f f icie n c y   an d   th e   r ec tif icatio n   p r o ce s s .     2 . 1 . 2 .     I nfo rm a t io n T ra n s m i s s io n   T h d ec o d e d   s o u r ce   s ig n al  at  th r ela y   n o d is   f o r w ar d ed   to   th d esti n atio n   n o d w it h   p o w er      as   d escr ib ed   in   ea r lier   s ec tio n .   T h p o w er   u s f o r   th i n f o r m ati o n   tr an s m is s io n   i s   th a v ailab l h ar v ested   en er g y   p o w er   d u r in g   en er g y   h ar v e s ti n g   p er io d .   T h r ec eiv ed   s ig n a l a t th d esti n atio n   n o d e,     ( )   is   g i v en   as:       ( ) = 1   . ( ) + ( )   ( 7 )   w h er e    d is tan ce   f r o m   r ela y   to   d esti n atio n ,     ch an n el  g ai n   f r o m   r ela y   to   d esti n atio n ,   tr an s m i t ted   p o w er   f r o m   r ela y ,   ( )   d ec o d e d   v er s io n   o f   t h s i g n al  ( ) ( )   b aseb an d   ad d ictiv w h ite  Ga u s s ian   n o is ( A W GN)   at  th d esti n ati o n .   T h tr an s m itted   p o w er   f r o m   t h r ela y   n o d f o r   ( 1 ) / 2   ti m i n   r ela tio n   to   t h h ar v es ted   en er g y      ca n   b w r itte n   as:      =  ( 1 ) / 2   ( 8 )   Su b s ti tu te s   ( 6 )   in to   ( 8 ) :      = η ( 1 | | 2 = 1 + 1 | | 2  = 1 )  ( 1 ) / 2 =   ( 1 | | 2 = 1 + 1 | | 2  = 1 ) ( 1 )     ( 9 )   Su b s ti tu te s   ( 9 )   in to   ( 7 )   w ill  y i eld   th r ec eiv ed   s i g n al  at  t h d esti n a tio n   n o d e:       ( ) = ( 1 | | 2 = 1 + 1 | | 2 = 1 )  ( 1 ) ( ) + ( )       (1 0 )     2 . 1 . 3 .   T hro ug hp ut  Ana ly s is   I n   co n s id er in g   ( 5 ) ,   th SN R /SI R   at  th r ela y   n o d e,       ca n   b d er iv ed   as:       = | | 2 | | 2 +  2 = 1 = 1   ( 1 1 )   w h er  2 2   is   t h v ar ia n ce   o f   th o v er all  A W GN  at  th r ela y   n o d e,   i.e .    ( )     Usi n g   ( 1 0 ) ,   th SNR / SIR a t t h d esti n atio n   n o d e,       ca n   b d er iv ed   as:       = ( | | 2 | | 2 ) | | 2  2 ( 1 ) = 1 = 1     ( 1 2 )   w h er 2   is   t h v ar ia n ce   o f   th o v er all  A W GN  at  th d est in at io n   n o d e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R F   E n erg Ha r ve s tin g   w ith   Mu ltip le  S o u r ce s   in   W ir ele s s   Me s h   N etw o r k   ( K . N .   P u n ir a n )   611   Fo r   th ac h iev ab le  t h r o u g h p u t   o f   th er g o d ic  ca p ac it y   f o r   s o u r ce   to   r elay   li n k ,   C R TS   an d   f o r   r elay   to   d esti n atio n   li n k ,   C D TS   is   e v al u ated   an d   d eter m i n ed   u s i n g   t h r ec eiv ed   SN R /SI R   f o r   b o th   lin k   r esp ec ti v el y .   T h u s ,   th er g o d ic  ca p ac it y   o f   s o u r ce   to   r elay   li n k   ca n   b w r itt en   as:     C R TS   = E h, β   {  2 ( 1 +   ) }     ( 1 3 )   w h er ea s ,   t h er g o d ic   ca p ac it y   o f   r ela y   to   d esti n a tio n   li n k   is   g iv en   b y :     C D TS   = E h, β , g   {  2 ( 1 +   ) }     ( 1 4 )     2 . 2 .   P o w er   Sp litt ing   f o r   M SS R   2 . 2 . 1 .     Co m b ina t io n o f   E ner g y   H a r v esting   a nd   I nfo r m a t i o n T ra ns m i s s io n w it M ultiple  So urce s   As d ep icted   in   Fig u r 3 ,   T   is   t h to t al  b lo ck   ti m in   P SR   s ch e m in   w h ic h   t h r ec eiv ed   p o w er   s i g n al  f r o m   t h s o u r ce   an d   i n ter f er er ,   P   is   s p lit at  th r ela y   n o d f o r   th en er g y   h ar v e s ti n g   a n d   in f o r m atio n   s ig n al  p r io r   to   s en d in g   th d ec o d ed   s o u r ce   s ig n al  to   th d est in atio n   n o d e.   T h ρ ( 0 , 1 )   d en o tes th f r ac tio n   o f   p o w er   in   w h ich   t h r ela y   h ar v e s ts   e n er g y   f r o m   t h s o u r ce   an d   i n ter f er er   s ig n al s   w it h   th f r ac tio n   o f   ρ _ ( i,j )   P ,   w h ile  th r e m ai n i n g   f r ac tio n   o f   p o w er   ( 1 - ρ _ ( i,j ) ) P   is   u s ed   f o r   th in f o r m atio n   tr a n s m i s s io n .   I n   th is   m a n n er ,   th f ir s h al f   o f   th b lo ck   t i m T /2   is   u s ed   f o r   th s o u r ce   to   r ela y   i n f o r m atio n   tr a n s m is s io n ,   a n d   th r e m ain in g   h a lf   T /2   is   u s ed   f o r   th r ela y   to   d esti n at io n   in f o r m atio n   tr an s m is s io n .   T h f r ac tio n   o f   p o w er   ρ   co n tr o ls   th ac h iev ab le  th r o u g h p u t a t th d est in at io n   n o d e .   T h d etails p r esen tatio n   o f   th r ec ei v ed   s i g n al  at  t h r ela y   n o d an d   d esti n atio n   n o d is   an a l y ze d   i n   b elo w   s ec tio n           Fig u r 3 .   T r an s m i s s io n   B lo ck   Stru ct u r in   P SR   Sc h e m f o r   E an d   I n f o r m atio n   T r an s m is s io n       I n   P SR   s c h e m e,   p o w er   is   s p li t   in to   2   p r o p o r tio n s   as  ill u s tr at ed   in   Fi g u r 2 ,   w h er t h f ir s t   p o r tio n   o f   th r ec eiv ed   s ig n al,   ( ) = 1 = 1   w ill  b s en to   E r ec eiv er   an d   th s ec o n d   p o r tio n   o f   th r ec eiv ed   s ig n al,   1 1 ( ) = 1 = 1   w ill b s e n t t o   in f o r m at io n   r ec eiv er .   ( ) = 1 = 1   1 1 ( ) = 1 = 1               T h r ec eiv ed   s ig n a l a t th r ela y   n o d e,   ( )   is   d ef i n ed   as:   ( ) =   1 ( ) = 1 +     1 ( ) = 1 + ( )   ( 1 5 )   w h er   1 , 2 , ,   in te g er   d en o tes s y m b o l in d ex ,     d is tan ce   f r o m   s o u r ce     to   r elay ,     d is tan ce   f r o m   in ter f er er     to   r elay ,     ch an n el  g ain   f r o m   s o u r ce     to   r ela y ,     tr an s m itted   p o w er   f r o m   s o u r ce     ch an n el  g ain   f r o m   i n ter f er er     to   r elay ,     tr an s m i tted   p o w er   f r o m   i n ter f er er   ,   th n o .   o f   s o u r ce s ,   th n o .   o f   i n ter f er er s ,     p ath   lo s s   ex p o n e n t,  ( )   th   n o r m alize d   in f o r m atio n   s y m b o l f r o m   th s o u r ce   EH   I n f o r m a tio n   T r an s m is s io n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 Ma y   2 0 1 8   :   6 0 6     6 1 6   612   i.e .   E   { | ( ) | 2 }   1 ,   ( )   th   n o r m alize d   i n f o r m at io n   s y m b o f r o m   t h in te r f er er   ,   i.e .   E   { | ( ) | 2 }   1 ,   ( )   b aseb an d   ad d ictiv w h ite  G au s s ian   n o is ( A W GN)   at  th r ela y .       T h en er g y   h ar v es tin g ,      d u r in g   / 2   tim ca n   b w r i tten   a s :      = η ( 1 | | 2 = 1 + 1 | | 2 = 1 ) / 2   ( 1 6 )     T h b aseb an d   s ig n al  at  t h i n p u t o f   i n f o r m atio n   r ec ei v er   af te r   th p o w er   s p lit is :   1 1 ( ) =   1 1 ( ) = 1   + 1 1 ( ) = 1 + 1 1 ( )   ( 1 7 )     2 . 2 . 2 .     I nfo rm a t io n T ra n s m i s s io n   T h d ec o d ed   s o u r ce   s ig n al  at  th r ela y   n o d is   f o r w ar d ed   to   th d esti n atio n   n o d w it h   p o w er      as   d escr ib ed   in   ea r lier   s ec tio n .   T h p o w er   u s f o r   th i n f o r m ati o n   tr an s m is s io n   i s   th a v ailab l h ar v ested   en er g y   p o w er   d u r in g   en er g y   h ar v e s ti n g   p er io d .   T h r ec eiv ed   s ig n a l a t th d esti n atio n   n o d e,     ( )   is   g i v en   as:       ( ) = 1  . ( ) + ( )   ( 1 8 )   T h tr an s m i tted   p o w er   f r o m   r ela y   n o d f o r   / 2   ti m in   r elatio n   to   th h ar v e s ted   en er g y      ca n   b w r itte n   as:      =  / 2   ( 1 9 )   Su b s ti tu te s   ( 1 6 )   in to   ( 1 9 ) :    = η ( 1 | | 2 = 1 + 1 | | 2  = 1 ) / 2 / 2   η ( 1 | | 2 = 1 + 1 | | 2 = 1 )   ( 2 0 )   Su b s ti tu te s   ( 2 0 )   in to   ( 1 8 )   w ill  y ield   th r ec ei v ed   s ig n al  at  t h e   d esti n atio n   n o d e:    ( ) = η ( 1 | | 2 = 1 + 1 | | 2 = 1 )  ( ) + ( )       ( 2 1 )       2 . 2 . 3 .   T hro ug hp ut  Ana ly s is     I n   co n s id er in g   ( 1 7 ) ,   th SNR / SIR a t th r ela y   n o d e,       ca n   b d er iv ed   as:       = | | 2 ( 1 ) | | 2 ( 1 )   +    2 = 1 = 1   ( 2 2 )   w h er  2 ( 1 ) ( 1 ) 2   is   t h v ar ia n ce   o f   th o v er all  A W GN  at  th r ela y   n o d e,   i.e .    ( )     Usi n g   ( 2 1 ) ,   th SNR / SIR a t t h d esti n atio n   n o d e,       ca n   b d er iv ed   as:       = η | | 2 | | 2 | | 2  2 = 1 = 1   ( 2 3 )   w h er 2   is   t h v ar ia n ce   o f   th o v er all  A W GN  at  th d est in at io n   n o d e.     Fo r   th ac h iev ab le  th r o u g h p u t   o f   th er g o d ic  ca p ac ity   f o r   s o u r ce   to   r elay   lin k ,   C R PS   an d   f o r   r elay   to   d esti n atio n   lin k ,   C D PS   i s   ev al u ated   an d   d eter m in ed   u s in g   t h r ec eiv ed   SNR / SIR  f o r   b o th   lin k   r esp ec tiv e l y .   T h u s ,   th er g o d ic  ca p ac it y   o f   s o u r ce   to   r elay   li n k   ca n   b w r itt en   as:     C R PS   = E h   {  2 ( 1 +   ) }   ( 2 4 )   w h er ea s ,   t h er g o d ic  ca p ac it y   o f   r ela y   to   d esti n a tio n   li n k   is   g iv en   b y :     C D PS   = E h, g   {  2 ( 1 +   ) }   ( 2 5 )       3.   NUM E RICAL   AN AL Y SI S   T h is   s ec tio n   d i s cu s s e s   n u m er i ca r esu lt s   a n d   s i m u latio n   a n a l y s i s   f o r   MSS R .   A ll  r elate d   p ar a m eter s   an d   v al u es  ar s elec ted   b ased   o n   MSSR   eq u atio n s .   Un le s s   s t ated   o th er w i s e,   th n u m b er   o f   s o u r ce     is   s et  to   2 ,   w h ile  t h n u m b er   o f   in ter f er er ,     is   s et  to   2 .   I n teg er s     an d     ar r ef er r in g   to     an d     ac co r d in g l y .   T h e   av er ag SN R   an d   SIR  v al u es  ar s et  to   2 0 d B   r esp ec tiv ely .   T h en er g y   h ar v esti n g   ef f icie n c y ,     0 . 7 ,   d is tan ce   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R F   E n erg Ha r ve s tin g   w ith   Mu ltip le  S o u r ce s   in   W ir ele s s   Me s h   N etw o r k   ( K . N .   P u n ir a n )   613   f r o m   s o u r ce s     to   r ela y ,     1 ,   d is tan ce   f r o m   i n ter f er er s     to   r el a y ,     1 ,   d is tan ce   f r o m   r ela y   t o   d esti n atio n ,      1 ,   tr an s m itted   p o w er   f r o m   s o u r ce s ,     1   w att,   tr a n s m itte d   p o w er   f r o m   i n ter f er er s ,     1   w at t,  n o is e   p o w er   at  r elay ,   2   0 . 1   w att,   n o is p o w er   a d esti n atio n ,   2   0 . 1   w at t,  p ath lo s s   ex p o n e n t,    2 . 7   an d   th e   tar g et  r ate,     1 .     T h tr en d in g   p lo ts   f o r   id ea r ec eiv er   u s i n g   SS S R   an d   MS SR   ca n   b s ee n   in   F ig u r 4   an d   5 .   T h s y s te m   t h r o u g h p u v er s u s   th e   en er g y   h ar v e s ti n g   r atio   w ith   r esp ec to   t h f r ac tio n   o f   b lo ck   ti m e,     f o r   T SR   s ch e m is   ill u s tr ated   in   F ig u r 4 .   I n   th is   ca s e,   th S SS R   m o d el  is   m atc h i n g   p er f ec t l y   w it h   id ea r ec eiv er   [ 8 ] .   T h co n ca v f ea t u r o f   t h cu r v es  f r o m   t h p lo ts   ex p lai n s   t h s ig n al  tr an s m is s io n   f r o m   r el a y   to   d esti n a tio n   i n   th s ec o n d   ti m s lo t.  As    in cr ea s es,  th s y s te m   t h r o u g h p u in cr ea s es  u n til  it  r ea ch e s   its   o p tim al  v al u e,   th e n   i t   s tar ts   to   d ec r ea s f r o m   m a x i m u m   to   ze r o .   Du r i n g   th is   p er io d ,   th ca p ac it y   is   e n h an ce d   d u to   th i n cr ea s e   o f   en er g y   h ar v e s ti n g   an d   th e   s y s te m   u s es   all   th e   a v ailab le  e n er g y   to   tr an s m i i n f o r m atio n   e f f ec ti v el y   to   it s   d esti n atio n .   W h e n   th E r at i o   r ea ch es its   o p ti m al  v alu e,   t h th r o u g h p u t star t s   r ed u ci n g   a s   m o r E en er g y   is   h ar n e s s ed   r ath er   th a n   t h i n f o r m atio n   is   d ec o d ed   f o r   t h i n f o r m at io n   tr a n s m i s s io n   at  t h i s   t i m f r ac tio n .   Fro m   th p lo t,  th o p ti m al  v al u o f     f o r   th p ea k   th r o u g h p u i n   MSSR   is   at  0 . 2   as  co m p ar e d   to   0 . 3   in   id ea l   r ec eiv er ,   w h ic h   r ed u ce s   s i g n i f i ca n tl y   th v al u o f   E r atio   b y   1 0 %.           Fig u r 4 .   T h r o u g h p u v s   E R atio   at  D esti n a tio n   No d w ith   R esp ec to   Fra ctio n   o f   B lo ck   T im e,   α   f o r   T SR   Sch e m e       I n   Fig u r 5 ,   th s y s te m   th r o u g h p u v er s u s   th en er g y   h ar v es tin g   r atio   w it h   r esp ec to   th f r ac tio n   o f   p o w er   s p lit,  ρ   f o r   P SR   s c h e m is   s i m u lated .   I n   th is   ca s e,   t h SS SR   m o d el  is   m atc h in g   p er f ec tl y   w i th   id ea l   r ec eiv er   [ 8 ] .   A s   ρ   in cr ea s es,  t h s y s te m   t h r o u g h p u t   i n cr ea s es  u n ti it  r ea c h es  its   o p ti m al  v alu e   w h ich   is   0 . 7 ,   th en   it  s tar ts   to   d ec r ea s f r o m   m ax i m u m   to   ze r o .   T h E r at io   r an g b et w ee n   0   to   0 . 7   in d icate s   th at  t h ti m e   s lo i s   u s ed   f u r t h er   i n   s i g n al   d ec o d in g   r ath er   th a n   e n er g y   h ar v e s tin g .   As  co m p ar ed   to   t h E H   r atio   r an g b et w ee n   0 . 7   to   1 ,   th ti m s lo t   is   u s ed   f o r   en er g y   h ar v est in g   r ath er   th a n   s i g n al   d ec o d in g .   A s   w ca n   s ee   f r o m   b o th   cu r v es,  t h tr e n d   is   a l m o s id e n tical.   T h i s   is   d u to   co n tin u o u s   o p er atio n   o f   p o w er   s p litt i n g   a n d   in f o r m atio n   d ec o d in g   in   b o th   f ir s a n d   s ec o n d   h al f   o f   t h p o w er   f r ac tio n s   w h ich   y ield s   m o r e n er g y   b ein g   h ar v e s ted   an d   m o r in f o r m ati o n   is   d ec o d ed   s im u lta n eo u s l y   d u r in g   t h i s   p er io d .   Fro m   th e   p lo t,  th e   o p tim al   v alu o f   ρ   f o r   th p ea k   t h r o u g h p u t i n   MSS R   is   at  0 . 7   as c o m p ar ed   to   0 . 5   in   id ea l r ec eiv er .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  10 ,   No .   2 Ma y   2 0 1 8   :   6 0 6     6 1 6   614       Fig u r 5 .   T h r o u g h p u v s   E R atio   at  Destin a tio n   No d w ith   R esp ec to   Fra ctio n   o f   Sp li t P o w er ,   ρ   f o r   P SR   Sch e m e         I n   th e   n e x s i m u la tio n ,   to   ill u s tr ate  th b en e f i o f   M SS R   w it h   m u l tip le  s o u r ce s   is   th r o u g h   cu m u lat iv e   d is tr ib u tio n   f u n ctio n   ( C DF) .   Fig u r 6   s h o w s   t h v ar iatio n   o f   p r o b ab ilit y   o f   C DF  ag a in s t   s y s te m   t h r o u g h p u t.  Fro m   th c u r v es,  it  ca n   b ea s il y   o b tai n ed   w h ic h e v er   o u tag p er ce n tag ac q u ir ed   f r o m   th s y s te m .   Fo r   ex a m p le  i n   Fi g u r 6 ,   th 2 0 ca p ac ity   o u ta g f o r   th MSS R   is   eq u al  to   2 . 6   b its /tra n s m is s io n   as  co m p ar ed   to   m u c h   lo w er   o f   1 . 5   b its /tra n s m is s io n   f o r   SS S R .           Fig u r 6 .   Var iatio n   o f   P r o b ab i lit y   o f   C DF  Ag ai n s T h r o u g h p u w it h   R e s p ec to   E R atio       Fig u r 7   s h o w s   th v ar iatio n   o f   p r o b ab ilit y   o f   C DF  ag ai n s th s elec ted   r ate.   B y   o b s er v i n g   at  th C DF  cu r v es ,   it  ca n   b f i g u r ed   o u t h at  th e   o u tag e   p r o b ab ilit y   d ec r ea s es   q u ite  s i g n i f ican tl y   f o r   th e   MS SR .   Fo r   ex a m p le,   f o r   s elec ted   r ate   o f   R =1 . 5   b i ts /tr an s m i s s io n ,   t h o u ta g p r o b ab ilit y   f o r   SS S R   is   ap p r o x i m atel y   7 0 %,  w h ile   it  is   s ig n i f ica n tl y   m u c h   s m aller   f o r   th MSS R   w h ich   i s   3 5 %.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       R F   E n erg Ha r ve s tin g   w ith   Mu ltip le  S o u r ce s   in   W ir ele s s   Me s h   N etw o r k   ( K . N .   P u n ir a n )   615       Fig u r 7 .   Var iatio n   o f   P r o b ab i lit y   o f   C DF a g ai n s t Se lecte d   R ate  w it h   R esp ec to   E R atio       4.   CO NCLU SI O N     I n   th is   p ap er ,   th M SS R   s c h e m i n   d ec o d e - an d - f o r w ar d   m o d el  w it h   m u ltip le  s o u r ce s   i n cl u d in g   C C I   s ig n al  i s   p r o p o s ed   w h er th m u ltip le  s o u r ce s   an d   C C I   ar h ar v e s ted   at  th co n s tr ain r elay   n o d an d   u s ed   th e   h ar v e s ted   en er g y   to   d ec o d e - an d - f o r w ar d   t h in f o r m at io n   s i g n al  f r o m   s o u r ce   to   d esti n ati o n .   B o th   T SR   an d   P SR   s ch e m es  h av b ee n   ad o p ted   in   th m at h e m atica ex p r es s io n   to   d er iv th in s tan tan eo u s   ca p ac it y   in   ter m s   o f   SN R /SI R .   T SR   s c h e m i s   ad o p ted   w h er th e   r ec eiv e r   is   s w i tch in g   o v er   s tip u late d   ti m i n   b et w ee n   in f o r m atio n   tr an s m is s io n   an d   en er g y   h ar v e s ti n g   p r o ce s s es,  w h er ea s   P S R   s ch e m is   u s ed   w h e n   th e   r ec eiv e r   s p lits   b et w ee n   i n f o r m atio n   tr a n s m i s s io n   an d   e n er g y   h ar v esti n g   o v er ti m e.   T h o p ti m a v al u es  o f   E H   r atio   f o r   b o th   T SR   a n d   P SR   s c h e m e s   a r o b tain ed   w it h   r e s p ec to   t h o v er all  ac h ie v ab le  t h r o u g h p u t.  I t   w as   s h o w n   i n   s i m u lat io n   t h at  m u ltip le  s o u r c es  in cl u d i n g   C C I   s i g n al  h as  s i g n i f ica n e f f ec o n   e n er g y   h ar v esti n g   i n   ter m s   o f   h ar v e s ted   en er g y   lo ad in g   an d   co n s u m p tio n   at  t h co n s tr ain n o d e.   I n   o th er   w o r d   it  ca n   p r o v id alter n ativ e   en er g y   f o r   th r ela y   in   l ieu   o f   co n v e n tio n al  b atter y .     I n   T SR   s ch e m e,   m u ltip le   s o u r ce s   h av e   s u b s ta n tiall y   r ed u ce d   th e   o p ti m al   v alu e   o f   E r atio   an d   i n cr ea s ed   th e   o v er all  s y s te m   th r o u g h p u a s   co m p ar ed   to   id ea r ec eiv er ,   w h i le  in   P SR   s ch e m e,   d u to   th n at u r o f   s i m u lta n eo u s   a n d   co n ti n u o u s   o p er atio n   f o r   p o w er   s p li ttin g   p r o ce s s es,  t h o p ti m al  v al u o f   E r atio   i s   d ec r ea s ed   as  co m p ar ed   to   th id ea r ec eiv er   b u tr ad e - o f f   i n   o v er all  s y s te m   t h r o u g h p u w h ic h   is   w a y   b etter   th an   t h latter .   A s   m e n tio n ed   i n   th o v er v ie w   o f   t h n a tu r o f   w ir eles s   s e n s o r   co ex is te n ce   w it h   o th er   w ir ele s s   tech n o lo g ies,  t h in ter f er en ce   ca n ce llatio n   tech n iq u e s   u n d er   lo w er   n o is v ar ia n ce   ca n   b u tili ze d   in   o r d er   to   i m p r o v o v er all   s y s te m   p er f o r m an ce .   Fu t u r w o r k   u n d er   i n v e s ti g atio n   is   th p r o p o s al  o f   m u ltip le  r ela y in g   w it h   i n ter f er e n ce   ass i s ted   in   en er g y   h ar v e s ti n g   ap p r o ac h   to   d ec o d an d   f o r w ar d   th in f o r m atio n   s ig n al  f r o m   s o u r ce   to   d esti n atio n .   T h p r o p o s al  w ill  p r o v id th eo r eti ca in s i g h ts   i n to   th e f f ec o f   o v er all  s y s te m   p er f o r m a n ce   w it h   v ar io u s   s y s t e m   p ar a m e ter s   o f   i n f o r m atio n   p r o ce s s in g   a n d   e n er g y   h ar v es tin g   u s i n g   d ec o d e - an d - f o r w ar d   m o d el.       RE F E R E NC E S     [1 ]   J.  A .   P a ra d iso   a n d   T .   S tarn e r.   E n e rg y   S c a v e n g in g   f o M o b il e   a n d   W irele ss   El e c tro n ics .   I EE Per v a siv e   Co mp u t 2 0 0 5 ;   4 1 8 2 7 .   [2 ]   Em e r so n   P ro c e ss   M a n a g e m e n t.   0 0 8 0 5 - 0 1 0 0 - 1 0 3 9 .   T h e   En g in e e r’s  G u id e   to   In d u str ial  W irele ss   M a n a g e m e n t.   M in n e so ta US A .   Em e r so n   P ro c e s s M a n a g e m e n t.   2 0 1 4 .   [3 ]   L u ,   X iao ,   e a l.   W irele ss   n e tw o r k w it h   RF   e n e rg y   h a rv e stin g A   Co n tem p o ra r y   S u rv e y .   IEE Co mm u n ica ti o n s   S u rv e y &   T u to ria ls .   2 0 1 5 ;   1 7 (2 ):   7 5 7 - 7 8 9 .   [4 ]   C.   Zh o n g ,   H.  A .   S u ra w e e ra ,   G .   Zj e n g ,   I.   Krik id is,  a n d   Z.   Zh a n g .   W irele ss   In f o r m a ti o n   a n d   P o w e T ra n s f e w it h   F u ll   Du p lex   Re la y in g .   IEE T r a n sa c ti o n o n   C o mm u n ica ti o n s .   2 0 1 4 6 2 (2 ):  3 4 4 7 3 4 6 1 .   [5 ]   X .   Z h o u ,   R.   Z h a n g ,   a n d   C .   K.  H o .   W irele ss   In f o r m a ti o n   a n d   P o w e T ra n s f e r:  A r c h it e c tu re   De sig n   a n d   Ra te - En e rg y   T ra d e o ff .   IEE T ra n sa c ti o n o n   Co mm u n ica ti o n s .   2 0 1 3 ;   6 1 (1 1 ):  4 7 5 4 4 7 6 7 .   [6 ]   P .   M a n g a y a rk a r a si,  J.  Ra ja,  a n d   S .   Ja y a sh ri.   A n   E ff icie n En e rg y   H a rv e stin g   S c h e m e   to   M a x i m i z e   th e   T h ro u g h p u o f   th e   W irele ss   Re l a y   Ne t w o rk   with   T S a n d   P S P ro to c o l .   In ter n a ti o n a J o u r n a o El e c tro n ics   a n d   Co mm u n ica ti o n s.   2 0 1 5 6 9 ( 5 ):  8 4 1 8 5 0 .   [7 ]   A .   A .   Na sir,   X .   Zh o u ,   S .   D u rra n i,   a n d   R.   A .   Ke n n e d y .   Re la y in g   P ro to c o ls  f o W irele ss   En e rg y   Ha rv e stin g   a n d   In f o rm a ti o n   P r o c e ss in g .   IEE T ra n sa c ti o n o n   W ire les s Co mm u n i c a ti o n s .   2 0 1 3 1 2 ( 7 ):  3 6 2 2 3 6 3 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.