Indonesi an  Journa of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   1 3 ,  No.   2 Febr uar y   201 9 , pp.  5 34 ~ 542   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 2 .pp 534 - 542          534       Journ al h om e pag e http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   User sel ection p rot ocol in  DF c oo p erative n etworks  with hyb rid  TSR - PSR pr otocol ba s ed fu ll - du plex e n ergy har ves ting ov er  rayleigh  fading c hann el: system p er f orma nce anal ysis       Phu  Tr an  Ti n 1 , Le Anh  Vu 2 ,  Tan   N. N guy en 3 , Th an h - L ong  Nguy e n 4   1 Facul t y   of Elect ronic s T ec hno lo g y ,   Industri al Unive rsit y   of  Ho C hi  Minh C ity ,   Vi et nam.   2 Optoel e ct ron i cs  Resea r ch  Group ,   Facu lty   of Elec tri c al   and El e ct r onic s E ng ine e rin g,   Ton  Duc Thang   Univer sit y ,   Vie t nam   3 W ire le ss   Com muni cations  Rese a rch   Group,   Facult y   of El ec tr ic a l &  E le c tronics E ngine er ing,   Ton  Duc Thang   Univer sit y ,   Vie t nam   4 Cent er   for  Infor m at ion  T ec hnolo g y ,   Ho Chi   Min Cit y   Un ive rsit y   of  Food Indust r y ,   Vie tna m       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   J ul   1 2 , 2 018   Re vised  Oct   2 0,   2018   Accepte Nov   2,   2018       Coopera t ive   co m m unic at ion  h as  bee n   recen tly   proposed   i wire l ess   comm unic at ion   s y ste m for  exploring  th e   inhe r e nt  spat ia l   d ive rs ity   in  r ela y   cha nne ls.  In  thi work,   we  inv est iga t the  s y st em  per form anc e   of  the   en er g y   har vesti ng   ful l - d uple x   (FD de co de - and - forward   ( DF h y br id  ti m e   sw it chi ng - power  split ti ng   r el a y i ng  TSR - PSR  (TPSR proto col   r ela y ing   netw ork.   In   th e   sele c ti on  sch eme,   th best   user  se l ec t ion  proto col   i proposed   and  i nvesti gated.  Mainly   w d erive  the  cl os ed - f orm   expr ession   for   the  out age  proba b il i t y ,   s y stem  throughp ut  and  th s y m b ol  err or  r at e   (SE R)  of  the   s y stem .   Num eri cal  res ult are  al so   pre sen te d   b y   t he  Mont C arl o   sim ula ti on   to   val id at e   th e   the ore ti c al  an aly sis  in  connect i on  with   th al l   poss ibl e   par amete rs   in   th e   compari son   be t wee TSP R,   TS and   PS ca se s.  Th r ese ar ch  result show   tha t   TPS c ase   i bet t er  tha n   the  othe rs  in   t erm  of  outa ge   proba b il i t y   and   SER .   Ke yw or d s :   Decode - an d - f orwa rd (DF )   Energy  harvest ing   (E H)   Fu ll - duplex  ( F D)   Re la yi ng  n et w ork   User sel ect ion   Copyright   ©   201 9   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   Le A nh  Vu,    Op t oelect ronic s Resea rc h Gro up   Faculty  of Elec tric al  an d El ect ronics E nginee rin g   To n Du c  Th a ng  Un i ver sit y   Ho Chi Mi nh  Ci ty , V ie tnam .   Em a il le anh vu@tdtu .edu. vn       1.   INTROD U CTION   In   recent  ye ar s,  the  wi reless   transm issi on   has  ex pe rience ra pid   dev el opm ent.  Re la yin has  been  pro ved  to  be  a e ff ic ie nt  wa to  exte nd  th co ver a ge  a re of  wireless  netw orks  a nd  i ncr ease   tra ns m issi on   reli abili ty   with ou t   a dd it io nal  transm it   power  at   t he   tran sm i tt ers.   H ow e ver,  th for wardin operati ons   at   the   relay   sti l req ui re  e xtra  e nergy F or   relay   no de powe re by  powe li m it ed  batte ries  instea of   t he  regular   powe gr i d,   s uch   as  m ob il de vices,  s uch   e xtra  e nerg con s um ption   m ay   cause  seriou c oncer ns Re centl y,  harv est ing  energy  f ro m   am bient  rad io - frequ e ncy  (R F)   en er gy  wa pr opos e d,   a nd  it   has  been   well   stud ie d.   T he  id ea  that   receivin in for m at ion   a nd  ha rv est in en er gy   sim ultaneousl is  not   onl ap peali ng  but  al s w or th   furthe r   inv est igati ng.   The  rece nt  wor ks   s ug gested   that  data  tra nsm itti ng   a nd  batte ry  cha rg i ng  c ou l be  f ulfill ed  at   t he   sam e tim e, and  the refor e ,  the   com bin ing  of e nergy  ha rv est i ng m odule a nd r el ay  could   be  a a vaila ble  s olu ti on  of extra  en e r gy cons um ption   pro blem  at the relay  [ 1 - 6].    Re centl y,  de pl oying  e nergy  ha rv est in (E H)  relay that   util iz the  e nergy  colle ct ed  from   the  sourc e   sign al   f or  data   tra ns fe r   has   r ecei ved  c on si de rab le   at te ntio n.  W it E H   c apab il it ie s,  relay can   be   ins ta ll ed   conve niently   w it ho ut   wi rin c os a nd  t he  nee f or  batte ry   re placem ent.  Be sides,   substa ntial   transm issi on  powe r   can  be  sa ve be cause  the  inte r - node  distance   is  sh ort ene usi ng   m ulti ho tr ansm issi on s.  H ow e ve r,   in form at io Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       User  sel ect io n pro t oc ol in DF  coop e ra ti ve  ne t works wi th  hy br id  T SR - P SR  p r oto c ol  ba se d… (Ph u Tra n Ti n )   535   relay ing   c ons um es  add it io nal  res ources   (i.e. ti m and   ba ndwi dth)  c om par ed   to  t he  dire ct   transm issi on  an hen ce   so m early   wo r has  be en  c onduct ed  f ocu sin on  ass essing  t he  feasibil it of   EH   rel ay s.  The  gain   offe re by  the   E H   rela base on   tim s witc hing  rel ay ing   (TSR is   analy ze t heoreti cal ly   in  [ 7]  for  both   de co de - an d - forw a r ( DF a nd   am plify - an d - forwar ( AF)  relay ing   a ppr oach e with  s ign ific a nt  ga in .   The  E relay   base on  DF  is   al so  consi der e in   [ 8],  w her e   the   r el ay   determ ines  wh et her  to   pe rfor m   EH   or  i nfor m at ion   rel ay ing   befor t he  sou rce  tran sm issi o acco r ding  to   gr ee dy  poli cy On   t he  ot he ha nd,  an  a na ly ti cal  fr am e work   is   pro po se i [9]   to  e val uate  the  perform ance  of  the   EH   re la based  on  AF   for  both  T SR  an powe sp li tt in relay ing   (PSR ) unde the   ef fe ct   of  the   crit ic al   syst e m   par a m et ers  su c a noise   var ia nc es,  s ource  t relay   distance,   tra nsm issi on   rate,  a nd  e nergy  c on ver si on  e ff ic ie ncy.  M o re over relay   sel ect io (RS is   a   pr act ic al  appr oach   t ba la nce  the  tra deoff   betwee reli abili ty   i mp r ovem ent  and   sp e ct ral  eff i ci ency  loss  due  t inf or m at ion   re petit ion   [ 10 ] .   I [ 11 ] ,   tw R sc hem es  ai m ing   to   at ta in   the  op ti m al   tradeoff   betwee ene r gy  trans fer  a nd  outa ge  pr ob a bili ty /e rg odic  ca pa ci ty  f or   DF rel ay s ar e st ud ie d.   In  this   work,  w pr opos e   a nd  i nv e sti gate  the   s yst e m   per f orm ance   of  t he   ene rg y   ha rv e sti ng  fu ll - duple (F D dec od e - a nd - f orwa rd  ( D F)   hybri T SR - PSR  protoc ol  relay ing   netw ork F or   detai ls  o n   this  a naly sis,  the  energy,  a nd   in f or m at ion   are  tr ansf e rr e d   from   the  s ource  to   the  relay   nodes ,   an d   al cha nn e ls  are  c on si dered   a s   the Ray le igh   fa ding c hannels.   The  m ai co ntr ibu ti ons  of the  pap e a re sum m arized as  fo ll ow s:   1.   The  syst em   mo del  of   the  e ne rg ha r vestin fu ll - duplex  (FD)  decode - an d - f orward  ( DF)  hybri TSR - P SR   protoc ol  relay ing  netw ork   over  t he   Ra yl ei gh  fa ding   c hannel a nd  t he  c om par iso bet ween  hy br i TSR - P SR  (TPS R ),   TSR a nd PS cases  a re  propose d   a nd in vestigat e d.   2.   The  cl os e d - for m   exp ressio ns  of   the   outa ge   pro ba bili ty   and   the  syst em   thro ug hput  a re  de rive d.   M or e ov er,   the b e st use se le ct ion  pr oto c ol   is pro posed   a nd in vestigat ed .   3.   The  sym bo l Er ror  Ra ti o (SER a naly sis of th e pro posed  m od el  syst em  is p resen te a nd de m on strat ed .   4.   The   in flue nce  of  the   m ai pa ram et ers  on  t he   syst em   per f orm ance  is  dem on st rated   e ntirel y   by  t he  M onte   Ca rlo  sim ulatio n.   The  struct ur e   of  this   pa pe is   pro posed   as   f ollow s Sect ions   I pr ese nts  t he  s yst e m   m od el   of   the  relay ing  netw ork.  Se ct ion III  der ive the syst e m  p erfor m ance  of  t he   m od el  syst e m . S ect ion  IV  prov i des  the  nu m erical  resu lt s a nd s om e d isc us si on s . F inall y, Sect i on V co nclu de s the  pa per .       2.   SY STE M MO DEL   In   t his  pap e r,   t he  syst em   m od el   is  the  ene r gy   harvesti ng  f ul l - duplex   (FD )   dec od e - a nd - f orwa rd  ( DF)  hybri d TSR - PS pro toc ol  relay ing   net work   a show n i n Fi gure  1.   I n t his  m od el , t he i nfo r m at ion   is  trans ferred   from   the  s ourc ( S)  to   the   m ulti - destinat io ( D i ),  th r ough  e ne rg y   co ns trai ne i nterm ediat relay   (R) .   The   energy  harvesti ng  a nd   inf or m at ion   proces sin of  th e   syst e m   m od e with  hybri TSR - PSR   pr oto col  are  pro po sed   i n   Figure  2.   In  th is  schem e,  is  the  blo c ti m in  w hich   the   source  f ully   transm it the  info rm at ion   data  to  the   m ul ti - destinat ion.  In  the   fi rst  interval   tim (αT),  t he  relay   harvests  e ne rgy   from   the  s ource  s i gn al ,   wh e re  α   i s   the ti m switc hin g   facto α     (0,  1) .  In  the  re m ai nin i nter va l t i m e   (1 - α )T , t he  relay   node   harvests ρP s   en erg y   from   the  sourc an us ( 1 - ρ) P s   ene rg t tr ansf e i nfor m at ion   to   the   m ul ti - destinat io node s,  w hich  ρ   is  the   powe sp li tt ing  facto ρ    (0,  1).  All  the  fad i ng   c ha nnel from   to  and   to  a re  pr opose d   as   the  R ay le igh  fad i ng  cha nnel s.  Mo re  detai ls  of  the  a naly ti cal   m at he m at ic a m od el   of  t he  ou ta ge  pro bab i li ty   and   th rou ghput  of   t he  syst em   m od el   is   pr ese nted  a nd  a naly zed  in   the  fo ll owin sect io ns   [ 12 - 16 ] If   α   =   0,  this  sc hem beco m es  PSP. I ρ =  t hen it  b ec om es  the T SP pr otoc ol.       E n e r gy H ar ve s t i n ( EH ) I n f or m at ion  t r an s m is s ion   ( IT ) SR h S R D 1 D n D M n RD h RR h     Figure  1. Syst em   m od el           EH   at  R   ( ρ P S ) EH   at  R α  T IT   D n ( 1 - ρ ) P S ( 1 - α ) T T     Figure   2. The   powe s plit ti ng  pro t oco l       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 Fe bru ary  201 9   :   5 34     542   536   3.   THE  SYSTE PE RFO R MAN CE   In  this  sect io n,  we   analy ze an dem on strat ed  t he  syst e m   per f orm ance  analy sis  of  the  m od el     syst e m  [ 12 - 14] .   3.1.     Ener gy  ha r vest in g ph as e   I n t he first i nte rv al ,  the a ve ra ge  tra ns m it te powe at  the  r e la y ca be  calc ulate d   as :     2 2 1 1 ( 1 ) ( 1 ) 1 s S R r s S R TP h E P P h TT     ( 1 )     wh e re  01  is  ener gy   conver si on   e ff ic ie ncy,  01  is  tim switc hin g   f act or P s   is  the  transm itted  powe at   source ,   h SR   i s the so ur ce  to rel ay  ch a nn el   ga in, respecti vely .   In the sec ond i nter val,  on ce   a gain  a ve rag e  tr ansm itted power at t he  r el ay   can  be give as :     2 2 2 2 ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) s S R r s S R T P h E P P h TT      ( 2 )     wh e re 01  is t he  po wer split ti ng   fa ct or .   Finall y, the am ount  of ave rage t ran sm it te powe at  t he  rel ay  can  be ob ta i ned   as :     2 12 r r r s S R P P P P h   ( 3 )     wh e re  we de note 1    .   3.2.     Tr an smi ssion ph as e   T he recei ve si gn al  at t he rel ay  can be e xpre ssed  as :     1 r S R s R R r r y h x h x n   ( 4 )     w he re   we  de note   2 ss xP  , 2 rr xP   is  ex pec ta ti on   operat or,  h RR   is  lo opba ck  inter fere nc channel, a nd  n r   is t he  a ddit ive  wh it Gaussi an  noise ( A WGN wit h varianc e  N 0 .   The recei ve si gn al  at t he  n rd   destinat io ca be f or m ulate d   as :     n n n d R D r d y h x n    ( 5 )     wh e re  h RDn   is  the  relay   to   the  n rd   de sti nation  channel  gain,  n dn   is  the  a ddit ive  w hite  Ga ussi an  noise   (AWGN )   with  var ia nce  N 0 , a nd  1 , 2 , . . . , nM .   In   t his  m od el we  co ns i der   de cod e   a nd  f orwa rd   protoc ol  ( D F) F r om   (4 ),   th sign a to  noise   rati (SNR )   at  the r el ay  ca be  cal c ulate d   as     2 1 2 0 ( 1 ) S R s R R r hP h P N   ( 6 )     Substi tuti ng (3 int ( 4) a nd usi ng the  fact t ha t N 0 <<P s , we  hav e     2 1 2 2 2 0 ( 1 ) ( 1 ) S R s s S R R R R R hP P h h N h     ( 7 )     Fr om  ( 5) a nd s ub sti tuti ng  (3), t he  S NR at t he  d est inati on ca be  cal culat e d   as ;     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       User  sel ect io n pro t oc ol in DF  coop e ra ti ve  ne t works wi th  hy br id  T SR - P SR  p r oto c ol  ba se d… (Ph u Tra n Ti n )   537   22 2 2 00 nn r R D s S R R D P h P h h NN      ( 8 )     Finall y, the e nd to  end  SN R   of the  pro pose syst em  can  be  obtai n   as :     2 1 2 m i n , ee     ( 9 )     In this a naly sis, p le ase  note th at  all  o t he  c ha nn el   belo ng   t Ra yl ei gh f a di ng   c ha nn el s .   Re ma r k 1:   Th e best user  selec tion pr otocol .   Fr om   ( 9),  we   pro pose  t he   opti m al   us er   sel ect ion  protoc ol  i w hic t he   best   sel ect ion  us e is  sel ect ed   as foll ows:     2 2 1 , 2 , . . . , m a x ( ) n RD nM h   ( 10 )     In [17 ] ,  the C um ula ti ve  Di stri bu ti on  Functi on  (CDF)  of  2   can  be give n   by the  fo ll owin g     2 2 / 0 ( ) ( 1 ) M py pp M p F y C e     ( 11 )     w he re  2 is t he  m ean  of RV 2 an ! ! ( ) ! p M M C p M p .   The n,  t he  c orre sp on ding  Proba bili ty  D ensity  Functi on   (PD F)  ca be o btained   by t he foll ow i ng     2 2 1 ( 1 ) / 1 0 2 1 ( ) 1 M p py p M p f y C M e    ( 12 )     Re ma r k 2:  Ou tage  proba bil ity  ( O P).   Fr om  ( 9),  the  OP   of  DF   syst e m  can  be  ex pre ssed   as :     2 1 2 2 2 1 2 0 0 1 2 P r P r m in , m a x ( 1 ) P r m in , ( 1 ) P r m in , n e e t h t h s SR R D nM th RR th OP P h h N h                          ( 13 )     wh e re  we de note   2 22 2 1 2 0 1 0 , , m a x , , 2 1 n R s R R S R R D t h nM P h h h N  , and  R  is th e sour ce  r at e.   Fr om  ( 13 ),  t he OP ca be re w ritt en   as th e f ol lowing     0 1 2 ( 1 ) 1 P r P r t h t h OP         ( 14 )     In (14),  w e   de note     ( 1 ) 1 ( 1 ) ( 1 ) Pr Pr 1 th th th Ie            ( 15 )     wh e re   is t he  m ean  of  RV  .   And   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 Fe bru ary  201 9   :   5 34     542   538   12 2 0 1 2 1 2 2 2 0 2 0 2 0 P r 1 P r 1 | ( ) t h t h th I F f d     ( 16 )     Substi tuti ng (1 2) into  (16),  we ha ve     0 2 1 22 0 2 1 22 1 ( 1 ) / 2 1 2 0 2 0 1 ( 1 ) / 1 2 0 2 0 1 1 ( 1 ) th th M p p p M p pp M p M p I C M e e d CM e e d        ( 17 )     wh e re  1   is t he  m ean  of  RV  1 .   Applyi ng table  of inte gr al  e q (3.3 24, 1)  i [18],  the   ( 17)  ca be ref orm ulated   as     1 2 1 1 0 0 1 2 0 1 2 ( 1 ) 2 ( 1 ) 2 ( 1 ) M pp t h t h M p p I C M K p        ( 18 )     wh e re  () v K   is t he  m od i fied   Be ssel  functi on  of  t h seco nd k i nd and  v th   or der .   Substi tuti ng (1 6), (1 8) into  (1 4), OP ca be  c al culat ed   as     ( 1 ) 1 11 0 0 1 2 0 1 2 1 11 0 0 1 2 0 1 2 ( 1 ) 1 0 1 2 ( 1 ) 1 1 2 ( 1 ) 2 ( 1 ) ( 1 ) 1 2 ( 1 ) 2 ( 1 ) 2 ( 1 ) ( th th M pp th th M p M pp th th M p pp th M p O P e C M K p p C M K p C M e                    1 1 0 0 1 2 ( 1 ) 2 1) M th p p K p       ( 19 )     Re ma r k 3:  Th roughp ut .     ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) RT O P O P R T    ( 20 )     Re ma r k 4:  Th e sy m bo l E rr or  Rat i ( SER ) an aly sis   In   this  sect io n,  we  obta in  ne ex pr e ssio ns   for  the  sym bo Error   Ra ti (SER at   the  dest inati on We   first c on si der the  ou ta ge pr ob abili ty , w hic was ob ta i ned   in  [19,2 1]. T hus,  we  have     2 (2 ee S E R Q      ( 21 )     2 /2 1 () 2 x t Q t e dx   is   the   Ga us si an  Q - functi on,     a nd    are  c onsta nts  w hic i sp eci fic  f or   m od ulati on   ty pe.   ( , ) ( 1 ,1 )  for   BP SK  and  ( , ) ( 1 , 2 )    for   Q PS K As   re su lt be fore  ob ta ini ng  the   SER  perform ance,  the  distri bu ti on   functi on  of  2 ee   is  exp ect e d.   T he n,  we  beg i re w riti ng   the  SER  expressi on   give in (2 1)   directl in term s o f   out age  pro bab il it y at  the s ource  by  u sin i ntegr a ti on ,   a s foll ows     2 0 () 2 ee x e S E R F x d x x    ( 22 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       User  sel ect io n pro t oc ol in DF  coop e ra ti ve  ne t works wi th  hy br id  T SR - P SR  p r oto c ol  ba se d… (Ph u Tra n Ti n )   539   Substi tuti ng (1 9) into  (22) a nd  rep la ce  th x , we  hav e:   1 11 0 0 1 2 0 1 2 ( 1 ) 1 0 11 0 0 1 2 0 1 2 1 0 1 2 0 ( 1 ) 1 2 ( 1 ) 2 ( 1 ) 2 ( 1 ) 2 ( 1 ) 2 ( 1 ) 1 ( 1 ) ( 2 M pp M x p M pp x M p x pp M x x p C M K p e SER dx x x x p C M e K p e dx C M x                   1 1 0 0 1 2 0 ( 1 ) 1 11 0 0 1 2 0 1 2 0 ( 1 ) 2 1) 1 ( 1 ) ( 1 ) 2 ( 1 ) M x p M p p x x M p px e K dx p px C M e e K dx p             ( 23 )     Her e  w e  d e note  that     1 0 2 x e J d x x    ( 24 )     Applyi ng table  of inte gr al  e q(3.361, 2) in  [18]     We  hav e   1 2 J   and  we den ote J 2   a s  foll ow i ng      1 2 1 1 0 0 1 2 0 1 2 0 1 ( 1 ) ( 1 ) 2 ( 1 ) M p p x M p px J C M e K d x p        ( 25 )     Applyi ng table  of inte gr al  e q(6.614, 5) in  [18] , w ha ve     0 1 2 1 1 2 2 1 0 0 0 1 2 0 1 2 0 1 2 11 ( 1 ) 4 2 2 p M pp M p M p p J C e K K        ( 26 )     ( 1 ) 1 3 1 1 0 0 1 2 0 1 2 0 1 ( 1 ) ( 1 ) 2 ( 1 ) M p p x x M p px J C M e e K d x p           ( 27 )     Finall y, SER  of the  syst em   mo del ca be c al culat ed   as     1 2 3 S E R J J J     ( 28 )       4.   NUMER IC A L RES ULTS  AND DIS C USSION   In   t his  sect ion,  the  Mo nte   Ca rlo  sim ulati on   is  us e d   f or   validat ing   the  a naly ti cal   expressio i the  a bove  sect ion .   We   co ns ide a   netw ork  with   on e   s our ce,  one  relay a nd  m ulti - destin at ion ,   wh e re  source - relay   a nd   relay - destinat io n dist ances a re  bo t h norm al iz ed  to u nit  value. M oreo ver,  we  in ve sti gate an c om par e TSR, P SR an TPSR cases  in t he  co nnect io n of al l p os sible  syst e m  p aram e te rs.     The  ef fect  of  η  on  the   ou ta ge  pro ba bili ty   and  syst e m   throu ghpu t   of  t he  pro pose relay   net work  syst em   in  the  com par ison   betwee T SR,  PSR,  TP S cases  are  show n   in  Fi gure  an 4.  I the se  Fig ure s,  we  set   the  m ai syst e m   p aram et ers  as  P s /N 0 10   dB,  R= 0.5  bps,   a nd  M= 2.  From   the  res ults,  the   analy ti cal   and   th e   si m ulati on   res ults  m at ch  fo r   al po ssible  va lues  P s /N 0 F ig ure   s hows   that  the  ou ta ge  pro ba bili ty  has   consi der a ble   de crease  w hile  η   inc reases   f ro m   to   1.  O an ot her  hand,  syst e m   thro ug hput  s ign ific a ntl inc reases  in  c onnecti on  with   i ncr easi ng  of  η   f ro m   to  1.  T he   resea r ch  res ults  s how  t hat  the   ou ta ge  pro ba bili ty   and  th e   syst e m  thr ough pu ha ve  the   be tt er v al ue  in  t he  TPS R ca se in  co m par iso n w it the  oth e rs  c ases.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 Fe bru ary  201 9   :   5 34     542   540       Figure  3. O uta ge pr obabili ty  v ers u s η       Figure  4.  Th r ough pu t   ve rsus  η           Figure  5. O uta ge pr obabili ty  v ers us  M           Figure  6.  Th r ough pu t   ve rsus  M           Figure  7. O uta ge pr obabili ty  v ers us   P s /N 0           Figure  8.  Th r ough pu t   ve rsus  P s /N 0           Figure  9. Com par is on SER  ve rsu s  M           F igure  10. C om par ison  S ER  ver s us   P s /N 0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci     IS S N:  25 02 - 4752       User  sel ect io n pro t oc ol in DF  coop e ra ti ve  ne t works wi th  hy br id  T SR - P SR  p r oto c ol  ba se d… (Ph u Tra n Ti n )   541   Finall y,  Fi g ure s   a nd   10   pl ot  the  e ff ect   of   and  P s /N 0   on  S ER  in   the   c om par iso n   bet ween  TSR,   PSR,   TSPR  ca ses  wi th  the   m ai pa ram et ers  of   P s /N 0 =1 0,  η= 0.8 and   M= 2.  The   SER  decr ease s   w hile  M   an P s /N 0   increases   f ro m   t 10  a nd 0   t 20, r es pecti ve ly The   res ults  sho t hat  al l sim ulati on   a nd  analy ti cal   res ul ts  are   m at ched  w el with eac oth e r M or e over ,  S ER i case  TS PR is bett er  tha the   rem ai nin g   cases .   Fu rt her m or e,   the  ou ta ge  pro bab il it an s yst e m   thro ug hput  of  the   pr opose syst em   ver s us  are   il lustrate in  th Fig ure   a nd   with  P s /N 0 = 10   dB  an R= 0.5  bps.  From   the  res ults,  we  sh ow  that  th ou ta ge   pro bab il it inc reases  a nd  t he  syst e m   throughput  decr ea se   r e m ark ably   with  i ncr easi ng  M   from   t 10.  On  the   sam way,  t he  ou ta ge  prob a bi li ty   and   the  sys tem   thro ug hput   ver s us   P s /N 0   with  R= 0.5  bp an M= as   s how in  Fig ure s. 7 a nd 8.  All t he  a naly ti cal  an si m ula ti on  r e su lt ag ree   well  w i th each   ot her .       5.   CONCL US I O N   In  this   w ork ,   w in vestigat t he   syst em   per f orm ance  of   the   e nergy  harvesti ng  f ull - duple ( FD )   dec od e - and - f orwa rd   ( DF hybri d T S R - PSR  pr oto c ol   relay ing   net w ork.   In   t he se le ct ion   sc hem e,  t he best  us er  s el ect ion   protoc ol  is  pro po s ed   a nd  in ve sti gated.   Ma inl y   we  de rive   the   cl os ed - f orm   e xpressi on   f or   t he  ou ta ge  probabil it y,  syst e m   throu ghput  a nd  t he  sym bo error  rate   (SER )   of  t he  s yst e m Nu m erical   res ults  are   al so   pr e sente by  the   Mon te r   Ca rlo   s i m ulati on   to   va li date  the   the oret ic al   analy sis  in  c onnecti on   with   t he   al possible  par am eter i the  com par iso n   bet wee TP S R,  TS an P SR  cases.  T he  researc resu lt show   that  TP SR  case  is  bett er  tha the  oth e rs   in   t erm   of  outa ge   pr ob a bili ty   an SER.   T his   pa per  pro vid es   the  novel   rec om m end at ion  f or  th e   com m un ic at ion   relay ing   net work  in  the  ne ar futu re .       REFERE NCE S   [1]   Chen,  He,  Cha Z h ai ,   Yongh ui  L i,  and   Br anka  Vuce t ic.  "Coopera ti v S tra t egi es   for   W ire le ss - Pow ere d   Com m unic at ions:  An  Overvi ew. 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                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a J  E le c Eng &  Co m Sci,   Vo l.   1 3 , N o.   2 Fe bru ary  201 9   :   5 34     542   542   [16]     A.  F.   Morabit o ,   "P ower  S y nthe si s of  Mask - Constrai ned   Shaped   Bea m s T hrough M axi m al l y - Spar se  Plana r   Arra y s , "   Telk omnika   ( Tele communic at ion   Computing Elec tronic s and  Con t rol) ,   2016 ;   14 ( 4 ) 1217 - 1219 .   [17]   Ngu y en ,   T .   N. ,   T.   T.  Du y ,   G. - T.  Luu,  P.  T.   Tra n ,   and  M.   Vozna k .   "Ene rg y   H arv es ti ng - base d   Spectrum   Acc ess  with   Inc rement a Coo per ation,   R el a y   Sele c ti on  and  Hardware   Noises. Radi oengi n ee r ing   26,   no .   (0 4,   2017):   240 - 5 0 .   doi: 10. 13164 /re . 2017. 0240.   [18]   Ta bl o f   Inte gr als ,   Serie s ,   an Pr oduct s,  2015 .     [19]   Mcka y ,   Matt h e R. ,   Alex   J.  Grant ,   and  Iai n   B.   Coll ings .   " Perform anc An aly s is  of  MIM O - MRC   in  Double - Corre lated   Ra y l ei gh  Envi ronm e nts."  IE EE  Tr ansacti ons  on   C omm unic ati ons   55,   no .   3   ( 03   2007 ):  497 - 507 .   doi: 10. 1109 /t co m m . 2007. 892450.   [20]   Tra Ho ang  Qu ang  Minh.   "H y b rid  T ime - Pow er  Sw it chi ng  Proto col   of   En erg y   H arv esti ng   Bidi r e ct ion al   R ela y ing   Network:   Throu ghput  and  Ergod ic   Cap acit y   Ana l y sis."  TEL KOMNIKA  Telecomm unic ati on ,   Comp uti ng,   Elec troni c s   and  Control ,   16,   no.   (10 ,   2018) 189.   htt p :/ /dx . d oi. org/10 . 12928/ te lkomnika . v16i 5 . 9118.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.