I n t e r n at i on al   Jo u r n al   o f   P o w er  E l ect r o n i cs   a n d   D ri v e   S y s t em   ( IJ P ED S )   V o l .   11 ,   N o .   2 ,   J un e   20 20 ,   p p .   87 9 ~ 88 5   IS S N :   208 8 - 86 94 ,   D O I 10. 115 91 / i j p e d s . v 11. i2 . pp 8 79 - 8 85             8 79       Jo u r n al   h om e pa ge h t t p : / / i j p e d s . i a e s c o r e . c o m   Jam m er  ag ai ns t  e av es d ro pp e i n hal f - dupl e x ene rg y har ves t i ng   c oop era t i v e re l ayi n g ne t w o r ks :   s e cr ecy   ou t ag e p ro b abi l i t an al ys i s       P h u   Tr a n   Ti n 1 D uy   H un g   H a 2 ,   M i n h   Tr a n 3 ,   T r a n   T ha nh  T r a ng 4   1   F a c ul t y  of  E l e c t roni c s   T e c hn ol o gy,  Indus t ri a l  U ni ve rs i t y  of H o C hi  M i nh C i t y,  V i e t na m     2   W i re l e s s  Com m uni c a t i ons  R e s e a rc h  G roup,   F a c ul t y   of E l e c t ri c a l  a nd E l e c t roni c s   E ngi ne e ri ng ,     T on  D uc  T ha ng  U ni ve rs i t y H Chi  M i nh C i t y,   V ie tn a m   3   O pt oe l e c t roni c s  Re s e a rc h  G rou p,  T on  D uc   T ha ng U ni ve rs i t y V ie tn a m   4   N a t i ona l  K e y  L a bora t ory   of D i g i t a l  Cont ro l   a nd  S ys t e m  E ng i ne e r i ng,  V i e t n a m         A rt i cl I n f o     A B S T RA C T   Ar t i c l e   h i s t o r y :   R ecei v ed   J ul   24 ,   20 1 9   Re v i s e d   N o v   9 ,   201 9   A ccep t e d   D ec   5 ,   20 1 9       In t hi s  pa pe r ,  w e  ha ve  i nv e s t i g a t e d t he  H a l f - D up l e x (H D ) E ne rgy  H a rve s t i ng   (E H Coope r a t i v e  Re l a yi ng  N e t w orks  w i t h one   s ourc e  nod e ,  on e  de s t i na t i on   node ,  on e  i n t e r m e di a t e  re l a a nd i n t h e  pr e s e nc e  of  t he  J a m m e r A ga i ns t   E a ve s droppe r .   W e  ha v e  a na l yz e t he  s ys t e m  p e rform a n c e  i n   t e rm s  of   t he   i nt e gr a l  form   e x pre s s i on of s e c r e c y out a ge  prob a bi l i t y.  In  a ddi t i on,  w e  ha v e   i nve s t i ga t e d  t he  e ffe c t  of s ourc e  ra t e ,  t i m e  s w i t c hi ng fa c t or,  e n e rgy   c oe ffi c i e n t ,  a nd  t he  ra t i o P s / N on t he  s ys t e m  p e rform a n c e .  F i n a l l y ,  a l l   t he   m a t h e m a t i c a l ,   a na l yt i c a l   e xpre s s i ons  a re  ve r i fi e d  by M ont e  Ca r l o  s i m ul a t i on ,   an d  th e  a n a ly t ic a l r e s u lts   ma t c h   w e ll w ith  th e  s i mu la t io n  o n e s   to  c o n v in c e   th e   c orre c t ne s s   of t h e   a n a l yt i c a l  e xpr e s s i on.   Ke y wo r d s :   E ne r g ha r ve s t i ng  ( E H)   H a l f - D u p l e x   (H D )   M o n t e   c a r l o   s i m u l a t i o n   R e l a yi ng   ne t w or k   S e c r e c y out a ge   p r o b a b i l i t y     T hi s  i s  an ope n   ac c e s s  ar t i c l e  un de r  t he   CC B Y - SA   l i c e n s e.     C or r e s po n di n A u t h or :   D uy - H u n g   H a ,     W i r el es s   C o m m u n i cat i o n s   R es ear ch   G r o u p   F a c u l t y   o f   E l e c t r i c a l   a n d   E l e c t r o n i c s   E ng in e e r ing   T o D uc   T ha n U ni ve r s i t y ,   H o   Ch i   M i n h   Ci t y ,   V i e t n a m   E m a il:  h a duy hu ng@ td tu. e du . v n       1.   I N T R O D U C T I O N   N o wa da ys ,   ha r ve s t i n g e ne r g y ( E H )  f r om  gr e e n e n vi r o nm e nt a l  s ol a r ,  w i n d,   ge ot h e r m a l ,  a n m e c ha ni c a l ,  t h e  r a di f r e q ue nc y  ( R F )  s i gn a l s  c a be  c o ns i de r e d  a s  t h e  p r os pe c t i ve   e ne r g y s ou r c e  i n t he   f u t u r e .  R F  s i gn a ls  c a n  be  pr opo s e d a s  the  r o le   of  inf or m a tion  tr a n s m i s s i on  o r   ha r ve s t i n g e ne r g in the   c o m m u n i c a t i o n  n e t w o r k   [1 - 8 ].   I n  a  t r a d i t i o n a l   n e t w o r k ,  t h e  s e c u r i t y  p r o b l e m  t o   p r o t e c t  t h e   w i r e l e s s   c om m u ni c a t i o ne t w or i s   b a s e o c r y p t o g r a p h i t ech n o l o g i es .   N o w ad ay s ,   t h e   p h y s i cal   l ay er   s ecu r i t y   ( P L S )   w i t h   t h e  n e w   t e c hn ol o g y i s  c o ns i de r e d   a s  a n e xt e ns i ve  r e s e a r c d i r e c t i on t o p r ot e c t  t he  m o de r c o m m u n i c a t i o n   n e t w o r k .  P L S  t e c h n o l o g y  i s  c o n s i d e r e d  a s  a   n o v e l  w a y  t o  p r o t e c t  t h e  c o n f i d e n t i a l   c o m m u n i c a t i o n   f r o m  a  s o u r c e  n o d e  t o  i t s  d e s t i n a t i o n  i n  t h e  w i r e l e s s  c o o p e r a t i v e   c om m uni c a t i o n ne t w or k   a s   s t udi e d i [ 9 ,   10 ] .   I n va r i o us  s ys t e m   ne t w o r k s uc h a s    c o ope r a t i ve   r e l a y i ng,  j a m m i n g,   m ul t i us e r  s c h e dul i n g,   m u l t i p l e - inpu t - m u l t i p l e - out pu t   ( M I MO )   wi t h   us i ng   P L S   i s   c ons i de r e i [ 1 1 - 15 ] .   I n   t hi s  pa pe r ,  we  ha ve  pr op o s e a n i n ve s t i ga t e d t he  J a m m e r   A ga i ns t  E a ve s dr op pe r  I n  Ha l f - Dup le ( H D )   E ne r gy  H a r ve s t i n g ( E H )  C o ope r a t i v e  R e l a yi n g Ne t w o r k s  w i t h o n e  s o ur c e   n od e ,  o ne  de s t i na t i o no de ,   one  i nt e r m e di a t e  r e l a y,  a n d i n t he  p r e s e nc e  o f  t he  J a m m e r  A ga i ns t  E a v e s dr o ppe r .  W e  ha ve  a na l yz e d t he   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 088 - 8 6 94   I n t   Po w   E l ec  &   D r i   Sy s t ,   V o l .   11 ,   N o .   2 ,   Ju n e   2 020   :    87 9     8 85   8 80   s ys t e m   pe r f or m a nc e  i n t e r m s  of  t he  i nt e gr a l  f o r m  e xp r e s s i on  of  s e c r e c y o ut a ge  p r oba bi l i t y.  I n a ddi t i on,   w e   h av e  i n v es t i g at ed  t h e e f f ect   o f  s o u r ce  r at e,  t i m e s w i t ch i n g   f act o r ,  e n e r g y   co ef f i ci en t ,  an d  t h r at i o  P s / N 0   on   t h e  s y s t e m  p e r f o r m a n c e .   F i n a l l y ,  a l l  t h e m at h em at i cal ,  an al y t i cal  ex p r e s s i o n s  ar v er i f i ed   b y   M o n t e C ar l o   s i m u l a t i o n ,  a n d  t h e   a n a l y t i c a l  r e s u l t s  m a t c h  w e l l   w i t h  t h e   s i m u l a t i o n   o n e s  t o  c o n v i n c e  t h e  c o r r e c t n e s s   o f  t h e   a n a l y t i c a l   e x p r e s s i o n .   T h e   m a i n   c o n t r i b u t i o n   o f   t h i s   r e s e a r c h   c a n   b e   f o r m u l a t e a s   t he   f ol l ow i ng   a.   T he   i nt e gr a l   f o r m   of   e x p r e s s i on   o f   s e c r e c o ut a ge   p r o ba bi l i t i s   de r i ve d.   b.   T h e e f f ect  o f  s o u r ce  r at e,  t i m e s w i t ch i n g   f a ct o r ,  en er g y  c o ef f i ci en t ,  an d  t h r at i o   P s / N 0  o n  t h s y s t em   p er f o r m a n ce  i s   d em o n s t r at e d .   c.   T h e   M o n t e   Ca r l o   s i m u l a t i o n   i s   c o n duc t e t o   ve r i f t he   c or r e c t ne s s   of   t he   a na l yt i c a l   e x pr e s s i ons .       2.   S YS T E MO DE L   W e  c o ns i de r  a  c o m m uni c a t i on  s c e na r i w i t h t he   he l of  a   f r i e n dl y  j a m m e r  ( J ) ,  a s  i l l us t r a t e d i n   F i g u re   1 .   T he   E H   a nd  I T   pr o c e s s i ng  a r e   pr o pos e d   i F i g u r e   2.   I t hi s   s c h e m e ,   T   i s   t h e   b l o c k   t i m e   i n   w h i c h   t h e   s o u r c e   f u l l y   t r a n s m i t s   t h e   i n f o r m a t i o n   d a t a   t o   t h e   d e s t i n a t i o n .   I n   t h e   f i r s t   i n t e r v a l   t i m e   ( α T ) ,   t h e   R   a n d   J   ha r ve s t   e ne r g y   f r o m   t he   S   s i gna l ,   w he r e   α   i s   t he   t i m e   s w i t c h i n g   f act o r   α     ( 0 ,   1)   I n t he  t w o  r e m a i ni ng   i n t e r v a l s   t i m e   (1 - α) T / 2,   t he   S   a nd   R   no de   t r a ns f e r   i nf or m a t i on   t t he   D   no de   [ 5 - 7,   1 6 - 2 4 ].       IT Phase EH Phase S D R J E SR h RD h BS h JE h SE h   E H  a t J 2       I T SR           I T R D T T α (1 - )T / 2 α (1 - )T / 2 α E H  a t R   F i gu r e   1.   S ys t e m   m ode l   F i gu r e  2.   T he   E H   a n I T  pha s e s .       2. 1.     E n e r gy   h ar ve s t i n p h a s e   I n  t h e f i r s t  p h as e,  t h s o ur c e  wi l l  s u ppl y t h e  e ne r g y f o r  b ot h j a m m e r  a n d r e l a no de s .  H e nc e ,  t h e   h ar v es t ed   en e r g y   at   t h j a m m er   a n d   r el ay   ca n   b g i v e n   as ,   r es p ect i v el y     =  2   ( 1)   =  | | 2   ( 2)     T h e  av e r a g e t r an s m i t t ed  p o w er  at  t h e  j am m er  an d   r e la y nod e s  c a n   b e  ob ta in e d f r om   ( 1)  a nd ( 2) ,   r es p ect i v el y     = ( 1 ) / 2 = 2 ( 1 ) / 2 = 2   ( 3)   = | | 2   ( 4)     Wh e re   = 2 1     2. 2.     In f o r m a t i o n   t r a n sm i ssi o n   p h a se   I n  t h s ec o n d   p h as e,   t h r ecei v ed   s i g n al   at   t h r el a y   can   b e   r ew r i t t en   as     = +   ( 5)     Wh e re  h S R   i s   t he   c ha n ne l  ga i n of  S - l i n k ,  x s   i s  t h e  t r a n s m i t t e d  s i g n a l  f r o m  s o u r c e  a n d   n r   i s  a d d i t i v e   w h i t e   G a u s s i a n   n o i s e   ( A W G N )   w i t h   v a r i a n c e   N 0   an d   { | | 2 } =   w h i c h   { }   i s   e x p ect at i o n   o p er at o r .   I n   t he   t hi r d   p ha s e ,   t he   r e c e i ve s i gna l   a t   t he   de s t i na t i o c a n   be   gi ve b y   =  +   ( 6)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   Po w   E l e c   &   D r i   Sy s t   I S S N 208 8 - 8 69 4       J am m e r   a g ai ns t   e av e s dr o p pe r   i hal f - d upl e x   e ne r gy   har v e s t i ng  c o ope r at i v e   r e l ay i n g   …  ( P hu   T r an   T i n )   8 81   W h er h RD   i s   t he   c ha n ne l   ga i o f   R - D   l i n k ,   x r   i s   t h e   t r a n s m i t t e d   s i g n a l   f r o m   r e l a y   a n d   n d   i s   (A WG N )   w i t h  v a r i a n c e   N 0   an d   { | | 2 } =   H e re ,   w e  c o n s i d e r a m p l i f y  a n d  f o r w a rd  ( A F m o d e  a t  t h e  re l a y .   H e n c e ,   t h e  a m p l i fy  fa c t o r c a n  b e   gi ve a s     = = | | 2 + 0   ( 7)     S u b s t i t u t i n g   ( 7 )   i n t o   ( 6 ) ,   w e   h a v e :     =  =  [ + ] + =  +  +   ( 8)     F r o m   ( 8 ) ,   t he   e nd   t e n s i gna l   t n oi s e   r a t i ( S N R )   of   S - R - D   l i n k   ca n   b c al cu l at ed   as      = | | 2 { | | 2 } = | | 2 |  | 2 2 |  | 2 2 0 + 0 = | | 2 |  | 2 |  | 2 0 +  0 2   ( 9)     A f t e r   d o i n g   s o m al g e b r a   an d   u s i n g   t h f act   t h at   N 0 <<P R ,   ( 9 )   can   b e   r e w r i t t en   as      = | | 2 |  | 2 |  | 2 0 + 0 | | 2   ( 10 )     S u bs t i t ut i ng   ( 3 )   a nd   ( 4)   i nt o   ( 10 ) ,   t he   e n t o   e nd   S N R   c a b e   r e f o r m ul a t e a s      =  | | 2 |  | 2 |  | 2 + 1 =  + 1   ( 11 )     Wh e re   = 0 , = | | 2 , = |  | 2       3.   O U TA G P R O BA BI LI TY  ( O P )   T h r ecei v e d   s i gna l   a t   t he   e a v e s dr o ppe r   c a be   gi ve by     = + +   ( 12 )     Wh e re   h S E   i s   t h e   c ha nne l   ga i of   S - E   link   a n n E   i s   A W G N   w i t h   v a r i a n c e   N 0   an d   2 =   T pr ot e c t  i n f or m a t i on  f r o m  be i n g  e a ve s d r op pe by  E ,  t he   f r i e n dl y j a m m e r  J   pe r f or m s  j a m m i ng .   H en ce ,   t h e   S N R   at   t h ea v es d r o p p er   ca n   b e x p r es s e d  as     = |  | 2 2 + 0   ( 13 )     S u b s t i t u t i n g   ( 3 )   a n d   ( 4 )   i n t o   ( 13 ) ,   we   ha ve :     = |  | 2 2 2 + 1 = + 1   ( 14 )     Wh e re   = | | 2 , = 2 2     N e xt ,   t he   c ha n ne l   c a pa c i t of   S - R - D   a nd   of   e a ve s dr op pe r   c a be   obt a i ne d   a s ,   r e s pe c t i ve l y      = ( 1 ) 2  2 ( 1 +  )   ( 15 )   = ( 1 ) 2  2 ( 1 + )   ( 16 )       L emma   1 .   T he   c um ul a t i ve  di s t r i but i o f u nc t i on   o f     c a n   be   c om put e a s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 088 - 8 6 94   I n t   Po w   E l ec  &   D r i   Sy s t ,   V o l .   11 ,   N o .   2 ,   Ju n e   2 020   :    87 9     8 85   8 82   ( ) = 2 2 | 2 = 2 ( ) 0   ( 17 )     U t i l i z i n g   t h e   r e s u l t   i n   [ 2 5] ,   t h e   C D F   of   X   a n Y   c a n   b e   s how a s   t h e   b e low   ( 18 )     ( ) = 1 2 1 2   ( 18 )     w h e re   ( ) i s   t he   m odi f i e B e s s e l   f u nc t i o o f   t he   s e c o nd  ki n a nd  v th   or de r   a n ,   ar m ean   o f   r an d o m   v a ri a b l e s   (R V s 2 , 2 ,   r es p ect i v el y .   F r o m  ( 1 8 ) ,   t h e   p r o b a b i l i t y  d e n s i t y  f u n c t i o n   ( P D F )  o f  V   c a n  b e   c a l c u l a t e d   a s ,  a f t e r  a ppl yi n g t he   f o l l o w i n g   f o r m u l a   ( ) = 1 ( ) ( )     ( ) =  ( ) = 2 0 2   ( 19 )     3. 1.     Se c r e c y   O ut a g e   pr o b a bi l i t y   ( SO P )   T h S ecr ec y   ca p aci t y   o f   t h s y s t em   can   b e   d e f i n e d   as     =  ( 0 ,  ) =  2 1 +  1 + +   ( 20 )     Wh e re   [ ] + =  ( 0 , )     T h S O P   ca n   b f o r m u l at ed   b y    =  ( < ) =  1 +  1 + < =  (  < + 1 )   =  ( 0 + 1 | = ) ( )   ( 21 )     Wh e re   = 2   a nd     i s   s o u r ce r at e.   I n   o r de r   t c a l c ul a t e   t he   pr o ba bi l i t i ( 2 1 ) ,   w e   ha ve   t f i n  ( )   a nd   ( )     A t   fi r s t ,   w e   h a v e :      ( ) =  (  < )   ( 22 )     S u b s t i t u t i n g   ( 1 1 )   i n t o   ( 2 2 ) ,   ( 2 2 )   c a n   b e   r e w r i t t e n   a s      ( ) =   + 1 < =  < +    = +  | = ( ) 0   = 1 +  0 ( )   = 1   0 × (  )   ( 23 )     Wh e re   ,    ar t h m ean   o f   R V s | | 2 , |  | 2 ,   r es p ect i v el y .   A pp l e qu a tion   [ 3. 324 , 1 ]   of   t h e   ta b le   of   in te g r a l,   w e   c a obta in   a s   f o llow i n g s      ( ) = 1 2   × 1 2     ( 24 )     N e xt ,   c o m bi ne   w i t ( 1 4) ,   t he   C D F   of     c a be   gi ve b y   ( ) =  ( < ) =  + 1 < =  < +   = + | = 0 ( )   ( 25 )   A p pl yi ng   t he   r e s ul t   f r o m   ( 1 9) ,   e q ua t i o ( 2 5)   c a be   c om put e a s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   Po w   E l e c   &   D r i   Sy s t   I S S N 208 8 - 8 69 4       J am m e r   a g ai ns t   e av e s dr o p pe r   i hal f - d upl e x   e ne r gy   har v e s t i ng  c o ope r at i v e   r e l ay i n g   …  ( P hu   T r an   T i n )   8 83   ( ) = 2 1 + 0 × 0 2   = 1 2  ( ) 0 × 0 2   ( 26 )     Wh e re     i s   t h e   m e a n   o f   RV | | 2     A p pl yi ng   T a yl or   s e r i e s   a s   f ol l ow s     ( ) = (  ) ! = 0 = ( 1 ) (  ) ! = 0   ( 27 )   S u bs t i t ut i ng   ( 2 7)   i nt o   ( 26 ) ,   w e   ha ve :     ( ) = 1 2  × ( 1 ) (  ) ! × 0 = 0 0 2 ( 28 )     B c ha ngi ng  v a r i a bl e   =   a nd the n a pp ly i n g e qu a tio [ 6. 561 , 1 6]  of  ta b le   of   in te g r a l,   e q u a tio ( 2 8 )   can   b e   r e f o r m u l at ed   as     ( ) = 1 ( 1 ) (  ) ! + 1 / 2 = 0 ×  × [ ( + 1 ) ] 2   ( 29 )     F ro m   (3 0 ),   t h e   P D F   o   can   b e   o b t ai n ed   as     ( ) = ( ) = ( 1 ) ( ) ( ) + 1 ! + 1 / 2 = 0 × × [ ( + 1 ) ] 2   ( 1 ) (  ) 1 ( 1 ) ! + 1 / 2 = 0 ×  × [ ( + 1 ) ] 2   ( 30 )     A p pl yi ng   r e s ul t s   f r om   ( 23 )   a n ( 3 0)   f or   ( 2 1) ,   f i na l l y   t he   S O P   c a n   be   c l a i m e by      = 1 2 [ + 1 ]  [ + 1 ]  × 1 2  [ + 1 ]  ( ) 0   ( 31 )       4.   N U ME R I C A L   RE S UL T S   AN D   D I SC U SS I O N   I n   t h i s   s e c t i o n ,   t h e   e f f e c t   o f   s o u r c e   r a t e ,   t i m e   s w i t c h i n g   f a c t o r ,   e n e r g y   c o e f f i c i e n t ,   a n d   t h e   r a t i o   P s / N 0   on  t he  s ys t e m   pe r f o r m a nc e  i s  i n ve s t i ga t e d .   T he  S O P  ve r s u s  t he  s ou r c e  r a t e  R S   i s   p l o t t e d  i n  F i g u r e   3  w i t h  t h e   m ai n   s y s t em   p ar a m et er s   as   ϕ D b,   η = 0. a nd  α= 0 . 2 5,   0. 5,   0. 8 5.   As   s h ow i n   F i g ur e   3,   t h e   S OP   s i g n i f i ca n t l y   i n cr eas es   w h i l t h s o u r ce   r at i n cr eas e s   f r o m   0   t o   6   b p s / H z.   F i g u r e   4   p r es e n t s   t h i n f l u en ce  o f   ϕ   on  t he   s y s t e m   S OP .   I F i g ur e   4,   we   s e t   η = 0. 8,   α= 0 . a n d   R S =   0. 5,   1. 0,   1. b ps / H z ,  r e s p e c t i v e l y .  F r o m  t h e   r e s u l t s ,   w e   c a n   s e e   t h a t   t h e   s y s t e m   S O P   c r u c i a l l y   f a l l s   d o w n   w i t h   t h e   r i s i n g   o f   ϕ   f r o m   0   t o   3 0   d B.   I n   F i g u r e   3   a nd  F i g ur e  4 ,  t he  s i m ul a t i on  r e s ul t s  m a t c w e l l  wi t h t he   a na l yt i c a l  o ne s  f o r   ve r i f yi n g t he  c or r e c t ne s s   of  t he   sy st e m p e r f o r m an ce  a n al y s i s .   T h e   e f f e c t   o f   t h e   e n e r g y   e f f i c i e n c y   c o e f f i c i e n t   o n   t h e   s y s t e m   S O P   i s   i l l u s t r a t e d   i n   F i g u r e   5 ,   i n   w h i c h   w e   s e t   α = 0 . 5 ,   R S =0 . 5   b p s / H z ,   ϕ = 1 ,   5 , 1 0   d B ,   r es p ect i v el y .   H er e ,   w e   can   s t at t h at   t h e   s y s t em   S O P   h as   f al l en   do w whe η   va r i e s   f r o m   0   t 1 .   F u r t he r m or e ,   t he   s ys t e m   S OP   ve r s u s   t i m e   s w i t c hi n f a c t or   α  i s   d r a w i F i g u re   6 .   We   s e t   ϕ = 5   d B R S = 0. b ps / H z ,   a nd  η = 0. 2 5,   0. 5 ,   1,   r e s pe c t i ve l y.   T he   s a m e   a s   t he   a b o ve   c a s e ,   t he   s y s t em   S O P   d ecr eas es   m as s i v el y   w i t h   t h r i s i n g   o f   α   f r o m   0   t o   1 .   A s   s h o w n i n  F i gu r e  5  a n F i g ur e  6,  t he   an al y t i cal   an d   t h s i m u l at i o n   r es u l t s   ar e   t h s am t o   c o n v i n c t h a n al y t i cal   s y s t em   p e r f o r m an ce  a n al y s i s .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 088 - 8 6 94   I n t   Po w   E l ec  &   D r i   Sy s t ,   V o l .   11 ,   N o .   2 ,   Ju n e   2 020   :    87 9     8 85   8 84           F ig ur e   3 .   S O P   v e rs u s   R S .   F ig ur e   4 .   S O P   v e r s u s   ϕ .               F ig ur e   5 .   S O P   v e rs u s   η .   F ig ur e   6 .   SO P   ve r s us   α .       5.   C O N CL U S I O N   I n  t hi s   pa pe r ,   we   ha ve  i nve s t i ga t e d t he   H D   E H  C o ope r a t i v e  R e l a yi n Ne t wo r ks  i n  t he   pr e s e nc e  o f   t he  J a m m e r   A ga i ns t  E a ve s dr op pe r .   W e  ha v e  a na l yz e d t he  s ys t e m   pe r f or m a nc e  i n t e r m s  of  t he  i nt e gr a l  f or m   e x pr e s s i o n of   s e c r e c y ou ta g e  pr ob a b i l i t y .  I n  a d d i t i o n ,  w e  h a v e  i n v e s t i g a t e d  t h e  e f f e c t  o f  s o u r c e   r a t e ,  t i m e   s w i t c h i n g  f a c t o r ,  e n e r g y  c o e f f i c i e n t ,  a n d  t h e  r a t i o  P s / N 0   o n  t h e s y s t em  p er f o r m a n ce.  F i n al l y ,   al l  t h m a t h e m a t i c a l ,   a n a l y t i c a l   e x p r e s s i o n s   a r e   v e r i f i e d   b y   M o n t e   Ca r l o   s i m u l a t i o n ,   a n d   t h e   a n a l y t i c a l   r e s u l t s   m a t c h   w el l   w i t h   t h s i m u l at i o n   o n es   t o   co n v i n ce  t h e   co r r ect n e s s   o f   t h an al y t i cal   ex p r es s i o n .       A C K N O W L E D G ME N T S   T hi s  r e s e a r c h  wa s  s u pp or t e by  Na t i o n a l  Ke L a b or a t or y o f   Di gi t a l  C ont r ol  a nd  S y s t e m   E n g i n e e ri n g   ( DC S E L AB ) ,   H C M UT ,   V N U - H CM ,   V i e t n a m .       R EF ER E N C ES   [1]   B i , S . , H o ,  C . K . , &  Z h an g , “ R.   w i r e l e s s  pow e re d c o m m uni c a t i o n:  O pport uni t i e s  a nd  c ha l l e ng e s ,”     IE E E  Com m uni c at i ons  Magaz i ne vol .   53 , n o . 4 pp .   117 - 125 ,  201 5 .   [2]   N i y at o , D ., K i m ,  D . I . , M as o , M . ,  &  H an Z . , “ Wi r el es s   pow e re c om m uni c a t i on n e t w orks :  re s e a rc h di re c t i ons  a nd   t e c hno l ogi c a l  a p proa c he s ,”   I E E E  Wi r e l e s s  Com m uni c at i ons ,   vol .   24,  no .  6 ,  pp .   2 - 11 ,  2017 .   [3]   Y u , H .,  L e e,  H . &  J eo n ,  H ,   W h a t  i s  5G ?  E m e rg i ng 5G   m obi l e  s e rvi c e s   a nd n e t w o rk re qui r e m e nt s .  s us t a i n a b ility , ”  Sus t ai n a b ili ty , v o l 9 ,  no .  10 ,   pp .  1838,   2017 .   [4]   Z hou,  X un,  Rui  Z h a ng,   a nd  Chi n K e ong  H o ,   W i r e l e ss  i nform a t i on  a nd pow e r  t r a ns fe r:   a rc hi t e c t ure  d e s i gn  a nd   ra t e - e ne rgy  t ra d e off , ”  2012 IE E E   G l obal  Com m uni c at i ons  Conf e r e nc e  (G L O B E CO M) ,   pp .  3982 - 39 87,   201 2.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   Po w   E l e c   &   D r i   Sy s t   I S S N 208 8 - 8 69 4       J am m e r   a g ai ns t   e av e s dr o p pe r   i hal f - d upl e x   e ne r gy   har v e s t i ng  c o ope r at i v e   r e l ay i n g   …  ( P hu   T r an   T i n )   8 85   [5]   T an  N . N g u y en T .H .Q .M i n h , P h u o n g  T .  T r an ,  M i r o s l av  V o zn ak ,   T .T .D u y T h an h - L ong N guye n  a nd P hu T r a n T i n ,   P e rform a n c e   e nha nc e m e nt  for  e ne rgy h a rve s t i n g ba s e T wo - Wa y   re l a y pro t oc o l s  i n w i re l e s s   Ad - hoc   ne t w orks   w ith   p a r tia l a n d  f u ll  r e l a y  s e l e c t i o n  m et h o ds , ”  A d  hoc  n e t wor k s vo l .   84 ,  pp .  178 - 1 87,  M a r . 2019.   [6]   T an  N . N g u y en T .H .Q .   M i nh ,  P huong T .   T ra n a nd  M i ros l a v  V oz na k ,   E n e r gy  ha rv e s t i ng  o ve r r i c i a n f a di n c ha n n el :  A   p e rf orm a nc e  a na l ys i s   for  H al f - D upl e b i di re c t i on a l  s e ns or  n e t w ork s  unde r  ha rdw a re   i m pa i rm e nt s ,”   Se ns or s vol .  18,  no.  6,  pp.  1781,   2018.   [7]   T an  N .  N g u y en , T .H .Q .   M i nh,  P huong T .  T r a n a nd M i ros l a v  V oz na k ,   A d ap t i v e ne rgy ha rve s t i ng r e l a yi n prot oc ol  for  T wo - Way   ha l f dup l e x s ys t e m  n e t w ork ove r ri c i a fa di ng c h a nne l s , ”  Wi r e l e s s  Com m uni c at i ons  and  Mobi l e  Com put i ng vol .  2018 ,  pp .  1 - 1 0,   2018 .   [8]   Bha t na g a r,   M .  R. ,   O n t h e   cap a c i t y   of  D e c o de - a nd - F orw a rd   re l a yi ng  ove r  ri c i a n  fa d i ng   c ha nne l s ,   I EEE   Com m uni c at i ons  L e t t e r s vol .   17 ,  no.   6 p p.   1100 - 1103 ,  2013 .   [9]   S ha nnon,   C .  E . ,   Co m m u n i c a t i o n   t he o ry of  s e c r e c y  s ys t e m s ,”   B e l l  Sy s t e m  T e c h ni c al  J our nal ,  vo l .   28,  no.  4 ,  p p.   656 - 715 ,   1949 .   [10]   L i ,  Bi n ,  Y ul ong  Z ou,  J i a n j i a ng  Z hou,  F e i   W a ng ,   W e i f e ng C a o,   a nd Y u - D ong Y a o ,   S ecr ecy   ou t a ge  proba b i l i t y   a na l ys i s  of  fri e n dl j a m m e r  s e l e c t i on  a i de d  m u l t i us e r s c h e dul i ng  for  w i re l e s s  n e t w orks ,   IE E E  T r ans ac t i ons   on   Com m uni c at i ons ,   vol .   6 7,  n o.  5 ,   pp .   3482 - 3 495 ,   2 019 .   [11]   A l e m da r ,  A l i ,  a nd M oha m e d  Ib nka hl a . , “ A  S urve y of   w i re l e s s  s e ns or  ne t w orks :  T e c hno l ogi e s ,   ch al l en g es ,  an d   fut ure  t re nds ,   A dapt at i on  and C r os s  L ay e r  D e s i gn i n W i r e l e s s  Ne t wor k s p p.   243 - 2 62 ,  2018 .   [12]   Z ha ng,  Y a j un,   e t  al , “ J o i nt   t ra ns m i t  a n t e nn a  s e l e c t i on  a nd   j a m m i ng for  s e c u ri t y   e nha nc e m e nt  i M I M O  W i r e t a c ha nne l s ,   2015  IE E E / CIC Int e r nat i onal  Con f e r e n c e  on  Com m uni c at i ons  i n  Chi na ( ICCC) pp.  1 - 6,   2015.   [13]   Cum a na n ,  K a na pa t hi ppi l l a i ,  Z hi guo D i ng,  Ba y a n S ha ri f ,  G ui  Y un T i a n ,   a n d K i n K .  L e un g , “ S ec r ec y   r at e   o p timi z a t io n s  fo r a  M IM O  S e c re c c ha nne l  w i t h   a  M u ltip le - A nt e nna   eav es d r oppe r,   IE E E  T r ans ac t i ons   on   V e hi c ul ar  T e c hn ol ogy ,   vol .   63 , n o . 4 , p p 1678 - 1 690 ,   2014 .   [14]   M ukhe rj e e ,  P ri t a m ,   a nd S e nnu r U l ukus , “ S e c r e c y  i n  MI MO  ne t w orks   w ith   no e a v e s droppe CS IT . "   I E EE  T r ans ac t i ons   on Com m uni c at i ons vol .  65 ,  no .  10 ,   pp.  4382 - 4391 ,   2017 .   [15]   Chu,  Z h e ng,  K a na pa t h i ppi l l a i  C um a na n ,   Z hi guo  D i ng,  M a rt i n  J ohns t on,  a nd  S t e pha ne  Y .   L e  G off , “ S ec r ec y   r at opt i m i z a t i ons  f o r  a  MI MO  s e cr ecy  ch an n el  w i t h  a   co o p er at i v e   j a m m e r , ”  I E E E  T r ans ac t i o ns  on  V e h i c ul a r   T e c hnol ogy ,   v ol .   64,   no.  5 ,   pp.   18 33 - 1 847 ,   2015 .   [16]   J u,  H yungs i k e t  a l , “ C a t c h i ng Re s ourc e - de vou ri ng  wo r m i n N e x t - ge ne r a t i on   wi r e l e ss  r e l a y  sy st e m s :  T wo - wa y   r el ay  an d F u l l - d upl e r el ay , ”  IE E E  Com m uni c a t i ons  Magaz i ne vol .   47 , n o . 9 p p.   58 - 65 ,  2009 .   [17]   Ri i hone n ,   T an e l i ,  S t ef an   Wer n e r , R i s t o   Wi ch m an ,  an d  J y r i  H a m al ai n en , “ O ut a ge   prob a bi l i t i e s  i n   Infr a s t ruc t ur e - Ba s e d S i ngl e - F re que nc y   re l a y  l i nks ,   IE E E  Wi r e l e s s  Com m uni c a t i ons  and N e t wo r k i ng Conf e r e nc e p p. 1 - 6 2009 .     [18]   N g,  D e rr i c k  W i ng K w a n,   e t .  al D y n am i re s o urc e   a llo c a tio n   i n  MI MO - OF D MA  sy st e m w i t h  F u l l - D upl e x  a nd   hybri d re l a yi ng ,   IE E E  T r ans ac t i ons  on Com m uni c at i ons vol .   60 , n o . 5 ,  1291 - 1 3 04 ,  2012 .   [19]   K ri ki di s ,  Ioa nn i s ,   e t  al ,   Fu l l - D upl e x Re l a s e le c tio n   fo r A m pl i fy - a nd - F orw a rd  c oope r a t i v e  ne t w orks ,”   I EEE  T r ans ac t i ons  on  Wi r e l e s s  Com m uni c at i ons vol .   11 ,  no .  12 p p.   43 81 - 4 393 ,  2012 .   [20]   S . L u o , R Z h an g an d   T .  J .  L i m , “ O p ti ma l s a v e - t h e n - t ra ns m i t  pro t oc ol  for  e ne rgy   ha rve s t i ng  w i re l e s s  t ra ns m i t t e rs ,”   IE E E  T r ans ac t i o ns  on Wi r e l e s s  C om m uni c at i ons vol .   1 2,  n o.   3 p p.   1196 - 1207 ,  20 13 .   [21]   S u r aw eer a , H .,  G . K ar ag i an n i d i s , an d  P . S m i t h , “ P e rfor m a nc e   a na l ys i s  of t he   Du a l - hop  a s y mme tr ic  f a d in g   c ha nne l ,   IE E E  T r ans ac t i ons   on Wi r e l e s s   Com m uni c at i ons vol .   8,   no.  6,  pp.   2783 - 788 ,  2009   [22]   T i n,  P hu  T ra n ,  T ra n H oa ng  Q ua n g M i nh,   T a n  N .   N guye n,   a nd  M i ros l a v V oz n a k , “ S y s te p e rform a nc e  a na l ys i s   o Ha l f - D upl e re l a y ne t w ork o ve r i c i a n fa d i ng  c ha nne l ,   T E L KO MNIKA ,   v ol .   16,  n o.  1 , p p 189 - 19 9,   2018 .   [23]   Ra s hi d,  T a ri qu e ,   S uni l   K um a r,  A ks ha y   V er m a P r at eek  R aj  G au t am , an d  A r v i n d  K u m ar , “ Pm - EE M R P :   pos t ura l   m ove m e nt - b a s ed   e ne rgy e ffi c i e nt  M ul t i - H op  rout i ng prot o c ol  for i nt r a  w i r e l e s s  body s e ns or ne t w ork  (Int r a - W B SN ) ,”  T E L KO MNIKA  (T e l e c om m uni c at i on,   Com put i ng,  E l e c t r oni c s  and Cont r ol ) ,   vol .   16 ,   n o.  1 , p p 166 - 173 ,   2018   [24]     A .  F .  M or a bi t o,   P ow e r S ynt he s i s  of  M a s k - Cons t ra i ne d  S h a pe d  Be a m s   T hrough M a xi m a l l y - S pa rs e  P l a n a A rra ys ,”  T E L KO MNIKA  (T e l e c o m m uni c at i on,  Com put i ng,  E l e c t r oni c s  and Cont r ol ) ,  vol .  14 ,  n o .   4,  pp.  1217 - 121 9,   2016.   [25]   C.  Z hong ,  S .  J i n,  K . - K .  Wo n g ,  an d  M . R . M ck ay ,   E rgodi c  M ut u a l  Inform a t i on  A na l ys i s  for  M ul t i - K e yhol e  M IM O   Cha nne l s ,   I E E E  T r ans ac t i ons   on Wi r e l e s s  Com m uni c at i ons ,  v ol .  10 ,  no .  6 ,  pp .   1754 1763,  201 1.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.