T E L KO MNIK A , V ol . 17 No. 6,  Dec e mb er   20 1 9,  p p.2 76 4~ 27 71   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 accr ed ited   F irst  Gr ad e b y K em en r istekdikti,  Decr ee  No: 2 1/E/ K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 6 . 12973      27 64       Rec ei v ed   A pril   21 20 1 9 ; R ev i s ed   J u l y  2 , 2 01 9 ; A c c ep t ed   J ul y   18 20 1 9   Hybrid  dec od e - amp li fy an d f or w ard  prot oc ol  o f F D EH   relay ing   net w ork: o ut a ge p r ob a bilit y a nalysi s       V an - Du P h an 1 Du y - Hu n g  Ha* 2 Minh  Tr an 3 , Tr an T h anh  Trang 4 ,   T h anh - L o n g  Ng u ye n 5   1 Cen te o Ex c e l l e n c e  f o r Au t o m a ti o n  a n d  Pre c i s i o n  M e c h a n i c a l  E n g i n e e ri n g   Ngu y e n  T a Th a n h  Un i v e r s i t y Ho  Chi  M i n h  C i ty ,  Vi e t n a m   2 Wi re l e s s  Co m m u n i c a ti o n s  R e s e a r c h  Grou p Fa c u l ty   o El e c t ri c a l  a n d  El e c tro n i c s  En g i n e e ri n g   To n  Du c  T h a n g  Un i v e r s i t y Ho  Ch i  M i n h  C i ty ,  Vi e t n a m   3 O p to e l e c tro n i c s  Re s e a r c h  Gr o u p F a c u l ty  o El e c tr i c a l  a n d   El e c tr o n i c s  E n g i n e e ri n g   To n  Du c  T h a n g  Un i v e r s i t y H o  Ch i  M i n h  C i ty ,  Vi e t n a m   4 Nat i o n a l  Ke y  L a b o r a to ry  o Di g i ta l  Co n tro l  a n d  Sy s te m  En g i n e e ri n g Ho  C h i   M i n h  Ci ty Vi e tn a m     5 Cen te r f o r I n f o rm a ti o n  T e c h n o l o g y Ho  Ch i  M i n h  C i ty  U n i v e r s i ty  o F o o d   In d u s tr y   Ho  Chi  M i n h  C i ty ,  Vi e t n a m   *C o rre s p o n d i n g  a u th o r,   e - ma il h a d u y h u n g @td t u .e d u .v n       Ab strac t     Nowa d a y s m a n y   re s e a r c h   p a p e r s   fo c u s   o n   th e   WPCN  p ro b l e m   a n d   h o to   i m p ro v e   i ts   e ff i c i e n c y I n   t h i s   r e s e a rc h we  p ro p o s e   a n d   i n v e s ti g a te   Hy b ri d   De c o d e - Am p l i f y   a n d   Fo rward   Pro to c o l   (HD AF)  o th e   Fu l l - Dup l e x   ( F D)  En e rg y   Har v e s ti n g   (EH)  Rel a y i n g   Ne two rk   wit h   th e   T i m e   Swit c h i n g   (TS )   p ro to c o l I n   th e   b e g i n n i n g   s ta g e we  p re s e n th e   HD AF  m o d e whi c h   c a n   b e   work   l i k e   a     Dec o d e - and - Am p l i fy   (DF)   o r   A m p l i fy - a n d - F o rward   (AF)  m o d e s   b a s e d   o n   th e   b e s t   o f   i ts   p e r fo rm a n c e   i n   t h e   FD  EH  re l a y i n g   n e tw o rk Fu rth e rm o re t h e   c l o s e d - fo rm   e x p re s s i o n   o th e   o u t a g e   p ro b a b i l i t y   (O T)  i s   a n a l y z e d   a n d   d e ri v e d   i n   c o n n e c t i o n   wit h   t h e   p ri m a ry   s y s t e m   p a ra m e t e rs .   Be s i d e s ,   th e   c o m p a ri s o n   o f     th e   s y s te m   p e r fo rm a n c e   i n   t h e   AF,   DF,  a n d   HD AF  i s   p r o p o s e d   a n d   i n v e s ti g a te d Fi n a l l y a l l   th e   re s u l t s   a re   c o n v i n c e d   b y   th e  M o n te  Ca rl o   s i m u l a t i o n   fo r a l l   c a s e s .       Key w ords e n e rg y   h a r v e s ti n g   (EH) ,   fu l l - d u p l e x   (FD) ,   h y b ri d   d e c o d e - a m p l i fy   a n d   fo rward   p ro to c o l   (HD AF) o u ta g e   p ro b a b i l i t y  (OT)       Copy righ ©  2 0 1 9   Uni v e rsi t a s  Ahm a D a hl a n.  All  rig ht s   r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   Remo t el y   po wer i ng   wi r e l e s s   c om mu ni c at i o de v i c i s   an   i nn a te  te nd e nc y   i mo de r n   wi r el es s   ne t wor k s es p ec i al l y   wh en   us er  or   c om mu n i c ati on   de v i c e   h as   l i m i ted   ac c es s   to   ba tte r y   po wer   or  th r e s ou r c es   ne c es s ary   to  r eg ul arly   r ep l ac th ba t te r i es Rec en t l y   wi r el es s po wer ed   c om m un i c ati on   ha s   g ai ne c o ns i d erabl i nte r es be c au s of  i t s   c ap ab i l i ty   to  de a l   w i th   the   en ergy   s c arc i ty   i en ergy c on s tr ai ne w i r el es s   ne twork s T he   en er gy - c on s tr ai ne d   c om mu ni c at i on   s y s tem s   ha v l i mi ted   o pe r at i o na l   l i fe ti me an to  ma i nta i ne tw ork   c on ne c ti v i ty pe r i od i c al   ba tt ery   r ep l ac e me nt  or  r ec ha r gi n i s   pe r f orme d,  wh i c i s   ne v erthe l es s   c os tl y i nc on v e ni en t,  a nd   s om et i m es   i mp os s i b l e.  A s   s uc h,  en er gy   ha r v es ti n g,  wh i c s c av en ge s   en ergy   fr o ex tern al   na t ural   r es ou r c es   s uc as   s ol ar,   w i n or  v i br ati on ha s   ga i n ed   great  de a l   of  i nte r es t,   s i nc i prov i de s   c os t - ef fec ti v e   s ol ut i on   to  prol on g   th l i fe ti m of  wi r e l es s   c om mu ni c at i on s   s y s tem s Howev er,  t he   a mo un o e ne r gy   ha r v es te fr om   na t ural   r es ou r c es   i s   r an do an h i g hl y   d ep e n ds   on   s o me   u nc on tr o l l ab l e   fac tors   s uc as   th we at he r   c on d i t i on s whi c h   ma k es   r el i a bl e   c om mu n i c ati on   di ffi c u l t.   A att r ac ti v s o l ut i o t ha t   ov erc o me s   t he   ab ov l i m i ta ti o i s   t ha r v es e ne r gy   fr om   hu ma n - ma d r ad i o   fr eq ue nc y   ( RF )   el ec tr om ag ne ti c   r a di a ti o ( al s k no w as   w i r el es s   po wer   tr a ns fer)   [1 - 6] In  t he   l as de c a de ,   ma ny   r e s ea r c pa p ers   foc us ed   on  W P CN  a nd  ho w to  i mp r ov e  i ts  ef f i c i e nc y T hi s  c on c e pt  of  a  tr ad e off  b etwe e E H  an i nfo r ma t i on   tr an s m i s s i on   i n   W P CN  w as   pro po s ed   an i nv es ti g ate d   i [ 7]  a nd   e x ten de i [ 8].   Mo r eo v er,  t he   c o nc ep of  pa r ti a l   n etw ork - l ev el   c o op e r ati on   for  E n etwo r k s   wa s   pres en ted   i n   de ta i l   i [9 ],  a nd   i n   [1 0]  w i r el es s   E H   a nd   i nf ormat i o n   tr an s fer  i n   c og n i t i v r e l ay   ne tw ork s   was   i nte ns el y   an a l y z ed In  W P C N,  th tw tr a di t i o na l   t i me   s wi tc hi ng   ( T S P )   an p ower  s pl i tt i n ( P S P )   protoc ol s   ha v be e i nte n s i v el y   s tud i ed   i n   th l i tera t ure,  a nd   ma ny   fr o t he s e   s tud i es   ha v c om pa r e d t h e s y s tem  p erfo r ma nc e o f th e t wo  prot oc ol s  un de r  d i ff erent s c en ario s   [11 - 15 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       Hy brid  d ec od e - a mp l i fy   an forwar d p r oto c o l   of  F D  E H  r el ay i ng  ( V a n - Duc  P ha n )   2765   In  th i s   r es e arc h,  w pr o po s an d   i nv es ti g ate   hy b r i d ec od e - am p l i fy   an f orw ard  protoc ol   ( HDAF)   of  t he   f ul l - du pl ex   ( F D)   en er gy   ha r v e s ti ng   ( E H)   r el ay i n n etwo r k   wi th  the   ti me   s wi tc hi n g   ( T S )   protoc o l In  t he   be gi n ni ng   s tag e,  we  pr e s en the   HD A F   m od e,  w hi c c an   be   wor k   l i k de c od e - an d - am pl i fy   ( DF )   or  am pl i fy - and - f orw ar ( A F )   mo d es   ba s e on   t he   be s of  i ts   pe r forma nc i t he   F E r el ay i n ne t wor k F urth ermor e,  th c l os ed - f orm  ex pres s i on   of    the   ou tag prob ab i l i ty   ( O T )   i s   an al y z ed   a nd   d eriv ed   i c on n ec ti o wi t the   prim ary   s y s tem   pa r am ete r s I a dd i t i on ,   the   c om p aris on   of   th s y s tem   pe r forma nc i n   the   A F DF ,   an HD A F   i s   propos e an i nv es t i ga ted .   F i na l l y a l l   the   r es u l ts   are  c on v i nc ed   by   the   Mo nt C arlo   s i mu l ati on   for al l  c as es . Th e m a i n  c on t r i bu t i on   of  t hi s  p ap er c a n b e d r awn  as  th e f o l l ows :     T he  HD A F  of   the  F D E H  r el ay i ng   ne tw ork  i s  prop os ed   an i nv es ti ga t ed .     T he   c l os e d - form   ex pres s i o of  the   s y s tem   O P   i s   de r i v ed   a nd   i nv es t i ga t ed   i n   c on ne c ti o w i th   the  pr i ma r y  s y s tem  p aram e ters .     T he   c om pa r i s o o th s y s tem   p erfor ma nc i t he   A F DF ,   an HD A F   i s   pro p os ed   an d   i nv es ti ga te d.     T he  M on te  Carl o s i m ul ati on  c on v i nc es  a l l   the  r es ul ts .   T he   r em a i n i ng   p art  of  thi s   r es ea r c c an   be   draw l i k the   be l ow  s ec ti on s W pr o po s the   s y s tem   mo de l   ne tw ork   i s ec ti o ns   2,  an t he   o uta g prob ab i l i ty   an a l y s i s   i s   prov i de i n   s ec ti on   3.  S ec ti on   g i v es   the   r es ea r c r es ul ts   an di s c us s i on s an s om c o nc l us i o ns   are  wr i tte n  i n  th e  l as t s ec ti o n.       2.  S ys t em  Mod el   In  th i s   s ec ti o n,  F i gu r pr es en ts   th HD A F   of   the   F E r e l ay i ng   ne tw ork   i t he   T S   P r oto c o l I t hi s   mo de l   s y s tem the   i nfo r m ati on   i s   tr an s ferr ed   fr om   th s ou r c ( S )   to    the   d es ti na t i on   ( D) ,   thro ug an   en ergy - c on s tr a i ne i n term ed i ate   r el ay   ( R) .   T he   e ne r gy   ha r v es ti n ( E H)   an i nf ormati on   tr a ns ferr i ng   ( IT)   ph as es   of  the   s y s tem   mo de l   are  drawn  i n   F i gu r e   2.  I t hi s   s c he me T   i s   th b l oc k   ti me   of  t he   propos e s y s tem I th f i r s i nte r v a l   t i me   ( αT ) where  α  i s   the   T S   fac tor  α    ( 0,  1),  the   ha r v es ts   en ergy   fr o the   S Her e we  c on s i de r   the   i nte r f erenc n oi s at  th r el ay   n od wh i c th fac t or  f.  In  t he   r e ma i ni ng   i nte r v al   t i me   ( 1 - α)   T the   i nf ormat i o i s   tr an s f err ed   fr o the   S   to   R   an D,  as   s h own   i F i gu r e   2.   A l l   the   f ad i ng   c ha nn e l s  from  S  t o R  an d   R to  are p r o po s ed  as  th e  Ral ei g h f a di ng  c h an n el s  [1 6 - 20].       E n e r g y   H a r v e s t i n g   ( E H ) I n f o r m a t i o n   t r a n s m i s s i o n   ( I T ) S D R SR h RD h f   E H   a t   R I T S à R à D ( 1 - α ) T T α T       F i gu r 1.  S y s tem  m od el   F i gu r 2.  T h e E H an d I T  p h as es       3.  S ys t em  P e r f o r man c e A n aly si s   T he  r ec ei v e d s i g na l  at   the  r el ay  c an  be   ex pres s ed  as     r S R s r r y h x f x n = + +                 ( 1 )     where  SR h i s   the   c ha n ne l   c oe ff i c i en t,  s x i s   the   en er gy   s y mb ol   wi t 2 ss xP = r x i s     the   l oo pb ac k   i nt erfer en c e   du e   to   fu l l - d up l ex   r el ay i n an s at i s fi es 2 rr xP =   wher • Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N:  16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   17 ,  No 6,  D ec em b er 20 19 :   27 6 4 - 2771   2766   de no tes   th ex pe c tat i on   op erati o n,  r n i s   th z ero - m ea n   a dd i t i v w hi t G a us s i an   no i s ( A W G N)   wi th  v ar i an c e  N 0 f i s  th l o o pb ac k  i n terfer e nc e.   Mo r eo v er, t he   en ergy   ha r v es ti ng  i n  th e  r el ay  c an  b c om pu ted   as     2 2 ( 1 ) 1 s S R h r s S R Ph E P k P h T   = = = −−             ( 2 )     where  w e d en ot 1 k  = .   T he  r ec ei v ed  s i gn al   at  th d es ti n ati on  c an   be   gi v en  as     d R D r d y h x n =+                   ( 3 )     where  RD h i s   t he   c ha n ne l   c oe ff i c i en a nd   d n i s   the   z ero - me a A W G N   wi t v ar i an c e   N 0 .   In   th i s   pa pe r we  c on s i de r   t he   hy b r i Dec o de - A mp l i fy   a nd   f orw ard  ( HDAF)   protoc o l In   th A F   pro toc o l ,   the  r e l ay  a mp l i f i es  th e i np u t  s i gn a l  by   a f ac tor  whi c h  i s   gi v en   by     22 0 rr r S R s r xP y h P f P N == ++               ( 4 )     s ub s ti tut i n g (4)  i nto  ( 3). F i n al l y we h av e     d R D r d y h y n =+                 ( 5 )     Mo r eo v er,   the s u bs ti t uti n ( 1)  i nt ( 5),   the   r ec e i v ed   s i gn al   at   th d es ti n ati on   c an   b e   r ewr i tte n a s     =  + =  (  + + ) + =                    +  +                                                         ( 6 )     a fte r   do i ng   s om e   a l ge bra,  t he   e nd   to  en s i g na l   t i nte r ferenc n oi s e   ( S IN R)   c an   be   o bta i n ed   as   i n [ 21 ]     22 2 2 2 2 2 0 0 2 s S R R D AF s S R r R D r P h h sig n a l f S I NR N P h n o ise P h N Pf == ++           ( 7 )     s ub s ti tut i n g (2)  i nto  ( 7),  the   en d t o e nd   S INR  at  th e d es ti na ti o n c an   be  r e formu l at e d a s     22 2 2 2 2 2 1 S R R D AF S R R D k h h S I N R k h h f k f = + +             ( 8 )     where  w e d en ot 0 s P N = .     3.1.  DF   In  th e DF  pro toc ol , from  ( 1) the  S INR  at  t he  r e l ay  c an   be  g i v en   as   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       Hy brid  d ec od e - a mp l i fy   an forwar d p r oto c o l   of  F D  E H  r el ay i ng  ( V a n - Duc  P ha n )   2767   22 2 2 2 2 00 1 s S R s S R R r s S R P h P h S I N R P f N k P h f N k f = = ++           ( 9 )     f r om  ( 3) th e S INR a t th e d e s ti na t i on  c an  b ex pres s ed   as     2 2 2 22 00 r R D s S R R D D S R R D P h k P h h S I N R k h h NN = = =           ( 10 )     3.2.  O u t age  P r o b abilit ( O P )   In  HD A F  prot oc ol the  O P  c an  b e d e fi n ed   as  fo l l o ws     ( ) ( ) P r P r H D A F R D F R A F O P S I N R O P S I N R O P  = +         ( 11 )     w he r DF OP and  AF OP are  th o uta ge   proba bi l i t i es   i c as of  D F   an A F   m od es r es pe c ti v el y and  2 21 R =− i s  th e  th r es h ol d  of  t he   s y s tem  an d R  i s  th e s ou r c e  r ate .   T he   fi r s t erm  i ( 1 1)  de f i n es   tha the   s i gn al   at  th r el ay   i s   s uc c es s ful l y   d ec od ed   a nd   op erat es  i DF  m od e.  The t erns   ( ) Pr R S I N R   an d   ( ) Pr R S I N R   are r es pe c ti v e l y   gi v en   as     ( ) 2 22 2 2 1 1 1 1 Pr Pr Pr Pr 1 Pr 1 1 e x p R f S I NR k k k kf F kk     = = = =       = =       ( 12 )     where  w e d en ot 2 2 f = and  f   i s  th e m e an  o f th e ran do m  v aria bl e (R V )   2 f .   S i mi l ar to  the   ab ov e c as e,  we h av e     ( ) ( ) P r 1 P r 1 e x p f RR S I N R S I N R k   = =             ( 13 )     the  pro ba bi l i ty  o f o p erat i ng   i n DF  mo d e i s   gi v en  by     ( ) P r | D F D R O P S I N R S I N R  =             ( 14 )     us i ng   the   l aw  of  c o nd i ti on a l  proba bi l i ty , (1 4) c an   be  r ef ormul ate d a s     ( ) ( ) P r , Pr DR DF R S I N R S I N R OP S I N R   =               ( 15 )     S i nc e fr om   ( 9)  a nd   ( 1 0),  R S I NR a nd   D S I NR   are  i nd ep e nd e nt  of  ea c oth er,  ( 15 )   c an   b ob ta i ne d a s     ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 1 P r P r Pr Pr P r P r Pr DR D F D R S R R D S R R D SI N R SI N R OP SI N R SI N R k h h h h k k   = =  = =    =           ( 16 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N:  16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   17 ,  No 6,  D ec em b er 20 19 :   27 6 4 - 2771   2768   where  w e d en ot e 22 1 SR R D hh = .     3.3.  R ema r k   T he  c um ul a ti v de ns i ty  fu n c ti on  ( CDF )  o 1   c an  be   de r i v ed  as     ( ) ( ) 1 22 22 1 22 22 0 0 ( ) Pr Pr Pr | ( ) 1 RD SR sr rd S R R D S R R D h h R D R D x y y rd F x x h h x xx h F h y f y d y hh e e d y = = = = = =−       ( 17 )     where   sr and  rd   are   t he   me an   o R V   2 SR h an d   2 RD h r es pe c t i v el y .   A p pl y   eq u ati on   ( 3.3 24 ,1)   of   the  t ab l e o f   i n teg r a l  [ 21 ], (1 7) c an  be  r efo r m ul ate d  as     ( ) 1 1 ( ) 1 2 2 s r r d s r r d F x x K x =             ( 18 )     where  () v K   i s   the   mo di f i ed   B es s el   fun c t i o of  t he   s ec o nd   k i nd   an v th   order .   A p pl y i ng   ( 18 )   an d   r ep l ac x k = , e q ua t i o n (16) c an   be  o bta i ne d a s     1 1 2 2 s r r d s r r d DF O P K kk  =                 ( 19 )     Nex t,  we   w i l l   f i nd   th pr ob ab i l i ty   to  op er ate   i n   A F   mo de T he   O P   o A F   m od e   c an   b gi v en   as     ( ) ( ) ( ) ( ) Pr , Pr | Pr Pr A F R A F A F R R R S I NR S I NR O P S I NR S I NR S I NR P S I NR    = = =       ( 20 )     where  ( ) P r , A F R P S I N R S I N R  = .   F r om  ( 8) a nd  ( 9),  w e h av     ( ) 22 2 2 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 2 1 Pr , 1 1 Pr , 1 1 Pr 1 , 1 S R R D S R R D k h h P k h h f k f k f k k kk k k k k     =  + +   =  + +   = + =           ( 21 )     s ub s ti tut i n ( 13 ) , (1 9) an d ( 21 )  i n to  ( 1 1), the  O P   of  HD A F  prot oc ol  c a n b e c l a i me d  as     1 1 1 2 2 1 e xp sr rd sr rd H D A F f O P K kk k  = +      −−           ( 22 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       Hy brid  d ec od e - a mp l i fy   an forwar d p r oto c o l   of  F D  E H  r el ay i ng  ( V a n - Duc  P ha n )   2769   4.  Nu me r ica Re sult and   Disc u s sion   In  th i s   s ec ti o n,  we   i nv es t i g ate   t he   i nf l ue nc of  the   pri ma r y   s y s tem   pa r a me t ers   s uc as   α,  ψ,   η,  a nd   RF r o   o the   O P   of  th prop os ed   m od e l   s y s tem   an t he   c om pa r i s o of  the   A F DF ,   an HD A F   m od es   on   the   s y s tem   pe r form an c [2 2 - 25 ] .   In  F i gu r 3,  th eff ec of  η   on   the   s y s tem   O P   i s   p l ott ed I th i s   c as e,  we  c o ns i de r   t hree  c as e s   of  A F DF an d   HA DF   mo de s   an s e t     the   ma i n   s y s tem   pa r a m ete r s   as   α   =   0. 8,  ψ   =   dB a nd   R   =   0.5   bp s /Hz .   In   th i s   fi gu r e w c a n   s ee   tha t he   O P   o A F   a nd   DF   mo de s   h av s l i gh de c r ea s the   i nc r ea s es   wi th  r i s i ng   α,  b ut  th e   O P   of  the   HD A F   mo d ha s   ten d en c y   de c r ea s wi t r i s i ng   α.  It  c an   be   o bs erv ed   t ha the   HD A F   mo de   ha s   a   be t ter  s y s tem   pe r f ormanc e   i n   c om p aris on   w i th  t he   bo t A F   an DF   mo de s .   F urthermor e t he   i nf l u en c e   of  ψ   o t he   s y s tem   O P   i s   i l l us tr ate i F i g ure  4   for   th e   A F ,   DF an HDAF  mo de s Her we  s et   η   =   0.8 α   =   0.5 an R   =   0.5   bp s /Hz   for  t hi s   mo de l   s y s tem A g ai n the   s y s tem   O P   of  a l l   t hree   mo de s   s i g ni f i c an d ec r ea s when   ψ  r i s es   fr om   to  50   dB   an t he   s y s tem   O P   i HDAF  m od e   i s   be tte r   tha oth e r   c as es In  F i gu r e s   an 4,  a l l   s i m ul at i o r es ul ts   us i ng   Mo nte  C arlo  s i mu l at i on  i s  t he  s a me  w i th  th e  an a l y ti c al  r es ul ts .   Mo r eo v er,   the   i nf l ue nc o f   a nd   α  o n   the   s y s tem   O P   i s   da w i n   F i g ure s   5   an d   6,  r es pe c ti v el y I t he s F i g ure s .,  we  i nv es t i ga t a l l   A F DF an HDAF  c as es   wi th   the   ma i n   pa r am ete r s   ar s et   as   α   =   0.8 ,   η   =   0. 8,  ψ   =   1   d B an d   R   =   0 .5   bp s /Hz .   F r om   th r es ul ts we   c an   s ee   th at  t he   s y s tem   O P   i HDAF  mo d i s   a   l o o b ett er  tha i n   A F   an d   DF   mo d es T he n,  t he   s y s tem   O P   i nc r ea s es   w i th   r i s i ng   fr o to   an de c r ea s es   wi t r i s i ng   α   fr om   to   1,  r es pe c ti v el y .   A l l   the   a na l y ti c al   r es ul ts   ag r e w i th   the   s i m ul a ti o r es u l ts   us i ng   Mo nte     Car l o s i mu l at i on .               F i gu r 3 O P  v ers us  η   F i gu r 4 O P  v ers us  ψ               F i gu r 5 O P  v ers us  R   F i gu r 6 O P  v ers us  α   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N:  16 93 - 6 93 0   T E L KO MNIK   V ol .   17 ,  No 6,  D ec em b er 20 19 :   27 6 4 - 2771   2770   4.  Co n clus ion   In  th i s   r es e arc h,  w pro p os a nd   i nv es t i ga t hy bri Dec o de - A mp l i fy   A n F orw ard  P r oto c o l   ( HDAF)   of  th F ul l - D up l ex   ( F D)   E ne r gy   Har v es ti ng   ( E H)   Re l ay i ng   Network   wi th    the   T i me   S wi tc h i n ( T S )   p r oto c ol I the   be g i n ni n s t ag e,  w pres en the   H DA F   mo de whi c c an   be   wor k   l i k Dec od e - and - A mp l i fy   ( DF )   or  A m pl i fy - and - F orw ard   ( A F )   m o de s   ba s e o   the   be s of  i ts   pe r form an c i n   th F D   E r e l ay i ng   ne t wor k F urth ermor e t h c l os e d - form  ex pres s i on   of  the   ou ta ge   pr ob ab i l i ty   ( O T )   i s   an a l y z ed   a nd   de r i v ed   i c on n ec ti on   w i th  the   prim ary   s y s tem   pa r am e ters A l s o,  t he   c om p aris on   of  th s y s tem   pe r for ma nc i t he   A F DF an H DA F   i s   prop os ed   an i nv es t i g ate d.   F i n al l y a l l   the   r es ul ts   are   c on v i nc ed   by   t h Mo nte   Car l s i mu l ati on   for   a l l   c as es .   T he   r es u l ts   c a prov i d the   no v e l   r ec om m en da t i on   fo r   the   w i r el es s   r el ay i ng  c om mu ni c at i on  ne t wor k   s ho r tl y .       Ackno w ledg men t s   T hi s   r es ea r c was   s up p ort ed   by   Nat i on al   K ey   La bo r at ory   of  Di g i ta l   Con tr ol   a nd   S y s tem   E ng i n ee r i n g (DC S E LA B ) , H CMUT V NU - HC M,  V i et na m.       Ref er en ce s   [1 ]   Che n   He,   Cha o   Zh a i Y o n g h u i   L i a n d   Bra n k a   Vu c e ti c Coo p e ra ti v e   Stra te g i e s   fo Wi r e l e s s - Po wer ed  Com m u n i c a ti o n s An  Ov e rv i e w.   IEEE  Wi re l e s s  Co m m u n i c a t i o n s 0 8   2 0 1 8 25 ( 4 ):  1 1 2 - 1 9 .   [2 ]   Yu   H,  L e e   H J e o n   H.  Wh a t   i s   5 G ?   Em e rg i n g   5 G   M o b i l e   Se rv i c e s   a n d   Net work   Re q u i re m e n t s .   Su s ta i n a b i l i ty 2 0 1 7 9 :   1 8 4 8 .   [3 ]   Sh a rm a   V Ka r m a k a r   P.  N o v e l   M e th o d   o O p p o rtu n i s ti c   Wi re l e s s   En e r g y   Har v e s ti n g   i n   Cog n i ti v e   Rad i o   Net wor k s 2 0 1 5   7 t h   In t e rn a ti o n a l   Con fe r e n c e   o n   Co m p u t a t i o n a l   I n te l l i g e n c e Co m m u n i c a t i o n   Sy s te m s  a n d  Ne two r k s 2 0 1 5 .   [4 ]   Bo c c a rd i Fe d e r i c o Rob e r He a th An g e l   L o z a n o T h o m a s   M a rz e tt a Pe t a Po p o v s k i Fi v e   Dis ru p t i v e   Te c h n o l o g y  D i re c ti o n s  f o r 5 G IEEE  Com m u n i c a t i o n s  M a g a z i n e .   2 0 1 4 52 ( 2 ):  7 4 - 8 0 .   [5 ]   Dai L i n g l o n g B i c h a i   Wa n g Yi fe i   Yu a n Sh u a n g fe n g   Han Chi h - L i n   I,   Z h a o c h e n g   Wa n g .     Non - o rth o g o n a l   M u l ti p l e   A c c e s s   f o 5 G S o l u t i o n s Ch a l l e n g e s ,   O p p o rt u n i t i e s a n d   Fu tu r e   Res e a rc h   Tre n d s .   IEEE  Com m u n i c a ti o n s  M a g a z i n e .   0 9   2 0 1 5 53 ( 9 ):  7 4 - 8 1   [6 ]   Sa i to ,   Yu y a Y o s h i h i s a   Ki s h i y a m a A n a s s   B e n j e b b o u r,  Ta k e h i ro   N a k a m u ra ,   An x i n   L i ,   Ke n i c h i   Hi g u c h i .   Non - O rth o g o n a l   M u l t i p l e   Ac c e s s   (NO M A)  fo Cel l u l a Fu tu r e   Rad i o   Ac c e s s .   2 0 1 3   IEEE  7 7 th   Ve h i c u l a r   Te c h n o l o g y  C o n fe r e n c e  (VT Sp ri n g ) .   2 0 1 3   [7 ]   Va rs h n e y ,   L a v   R.   Tra n s p o rti n g   In fo rm a ti o n   a n d   En e rg y   Si m u l ta n e o u s l y .   2 0 0 8   IEEE  I n te rn a t i o n a l   Sy m p o s i u m   o n  I n fo r m a ti o n  T h e o ry .   2 0 0 8   [8 ]   Zh o u ,   Xu n ,   Rui   Zh a n g Ch i n   Ke o n g   Ho.   Wi re l e s s   In fo rm a ti o n   a n d   Po wer   Tra n s fe r:  A rc h i t e c t u r e   Des i g n   a n d   R a te - e n e rg y   Tra d e o ff .   2 0 1 2   IEEE   G l o b a l   Co m m u n i c a t i o n s   Con fe r e n c e     (G L O BECO M ) .   2 0 1 2   [9 ]   Ka s h e f   M o h a m e d An t h o n y   E p h re m i d e s O p ti m a l   P a rti a l   Rel a y i n g   f o En e rg y - Har v e s ti n g   Wi re l e s s   Net work s .   IEEE/ ACM  T ra n s a c ti o n s  o n  N e two rk i n g .   2 0 1 6 24 ( 1 ):  1 1 3 - 2 2   [1 0 ]   Wa n g   Zi h a o Z h i y o n g   Che n Ya o   Ya o Bi n   Xi a Hui   L i u Wi re l e s s   En e rg y   Harv e s ti n g   a n d   I n fo rm a ti o n   Tra n s f e i n   Co g n i t i v e   Tw o - way   Re l a y   Net wor k s .   2 0 1 4   IEEE  G l o b a l   Com m u n i c a t i o n s     Con fe re n c e .   2 0 1 4 .   [1 1 ]   J u   M i n c h u l K y u   M i n   K a n g ,   Ky u   Su n g   Hw a n g ,   Ch e o l   J e o n g .   M a x i m u m   Tr a n s m i s s i o n   Rat e   o f   PSR/TSR  Pro to c o l s   i n   Wi r e l e s s   En e rg y   Har v e s ti n g   DF - B a s e d   Rel a y   Ne two rk s .   IEEE   J o u rn a l   o n   Se l e c te d  Ar e a s   i n  Co m m u n i c a ti o n s .   2 0 1 5 ;   33 ( 1 2 ):  2 7 0 1 - 7 1 7 .     [1 2 ]   Ngu y e n   TN,  Do  DT,  Tra n   PT Vo z n a k   M Ti m e   Swit c h i n g   fo Wi re l e s s   Com m u n i c a ti o n s   wi t h     Fu l l - Du p l e x   Rel a y i n g   i n   Im p e rfe c CSI  Con d i ti o n .   KSII   Tr a n s a c ti o n s   o n   In te r n e a n d   I n fo rm a ti o n   Sy s te m s .   2 0 1 6 10 ( 9 ).    [1 3 ]   Gu   Ya n j u ,   S o n i a   Ai s s a RF - Ba s e d   En e rg y   Har v e s ti n g   i n   Dec o d e - and - Fo rward   R e l a y i n g   Sy s te m s :   Erg o d i c   a n d   O u ta g e   Cap a c i ti e s .   IEEE  Tra n s a c ti o n s   o n   W i re l e s s   Com m u n i c a ti o n s 2 015 14 ( 1 1 ) :     425 - 4 3 4 .   [1 4 ]   Zh o u   Zh e n g M u g e n   Pe n g Zh o n g y u a n   Z h a o Yo n g   L i .     J o i n t   Po wer  Sp l i tt i n g   a n d   An t e n n a   Se l e c ti o n   i n  En e r g y  Ha r v e s ti n g  Re l a y  C h a n n e l s .   IEEE  Si g n a l  Pr o c e s s i n g   L e t te rs 2 0 1 5 22 ( 7 ):  8 2 3 - 8 2 7   [1 5 ]   L i u   L Zh a n g   R Chu a   K Wi re l e s s   In fo rm a ti o n   a n d   Po we Tra n s f e r:  Dy n a m i c   Po w e Sp l i tt i n g   Ap p ro a c h IEEE  Tra n s a c ti o n s   o n  Co m m u n i c a ti o n s 2 0 1 3 61 ( 9 ):  3 9 9 0 - 4 0 0 1   [1 6 ]   Ta n   N.  N g u y e n THQ   M i n h P h u o n g   T   Tra n ,   M i ro s l a v   Vo z n a k A d a p t i v e   En e r g y   Harv e s ti n g   Rel a y i n g   Pro to c o l   fo r   Two - Wa y   Ha l f   Dup l e x   Sy s te m   Net wor k   o v e Ri c i a n   Fa d i n g   Cha n n e l Wi re l e s s   Com m u n i c a ti o n s  a n d  M o b i l e  C o m p u ti n g 2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO MNIK   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0       Hy brid  d ec od e - a mp l i fy   an forwar d p r oto c o l   of  F D  E H  r el ay i ng  ( V a n - Duc  P ha n )   2771   [1 7 ]   Ti n Ph u   Tra n Tra n   Ho a n g   Q u a n g   M i n h Ta n   Ngu y e n ,   M i ro s l a v   Vo z n a k Sy s te m   P e rfo rm a n c e   An a l y s i s   o Ha l f - Dup l e x   Rel a y   Ne tw o rk   o v e R i c i a n   Fa d i n g   C h a n n e l .   TE L KO M NIKA   (Te l e c o m m u n i c a ti o n Com p u t i n g El e c tro n i c s   a n d  Co n tro l ) 2 0 1 8 16 ( 1 ):  1 8 9 . - 199.   [1 8 ]   Ras h i d Ta r i q u e Su n i l   K u m a r,  Ak s h a y   Ve rm a Pra te e k   R a j   G a u t a m Ar v i n d   Ku m a r.   Pm - EEM RP:   Po s tu r a l   M o v e m e n Ba s e d   En e rg y   Eff i c i e n M u l ti - Hop   Ro u ti n g   Pro to c o l   fo I n tra   Wi r e l e s s   Bo d y   Se n s o r   Net wor k   (In tra - WBS N).   TEL KO M NIKA   Te l e c o m m u n i c a t i o n ,   Com p u t i n g ,   El e c tro n i c s   a n d   Con tro l .  2 0 1 8 16 ( 1 ):  166 - 1 7 3 .   [1 9 ]     AF  M o ra b i to Po we Sy n th e s i s   o M a s k - Con s tra i n e d   Sh a p e d   Be a m s   Th r o u g h   M a x i m a l l y - Sp a rs e   Pl a n a Arra y s TEL KO M NIKA  Te l e c o m m u n i c a ti o n   Com p u ti n g   El e c tro n i c s   a n d   Con tro l 2 0 1 6 ;   14 ( 4 ):   1217 - 1 2 1 9 .   [2 0 ]   Zh o n g H   Su ra we e ra ,   G   Zh e n g ,   I   Kr i k i d i s Z   Zh a n g Wi r e l e s s   i n fo rm a ti o n   a n d   p o wer   tra n s fe r   wit h   fu l l   d u p l e x  r e l a y i n g .   IEEE  T ra n s Com m u n .   2 0 1 4 62 ( 10 ):   3 4 4 7 3 4 6 1 .   [2 1 ]   Ta b l e  o I n te g r a l s Se ri e s ,  a n d   Pro d u c ts 2 0 1 5 d o i :1 0 .1 0 1 6 /c 2 0 1 0 - 0 - 6 4 8 3 9 - 5   [2 2 ]   Ng u y e n   T Q u a n g   M i n h   T,   T ra n   P,  Vo z ň á k   M En e rg y   H a rv e s ti n g   o v e Ri c i a n   Fa d i n g   Cha n n e l :     Pe rfo rm a n c e   An a l y s i s   fo Hal f - Dup l e x   B i d i re c ti o n a l   Se n s o Net work s  u n d e Har d ware   I m p a i r m e n ts .   Se n s o r s .   2 0 1 8 ;   18 :   1 7 8 1 .   [2 3 ]   Ta n  N   Ngu y e n TH Q  M i n h Ph u o n g  T   Tr a n M i ro s l a v  Vo z n a k ,  T Duy Th a n h - L o n g  Ng u y e n ,   Ph u  T ra n   Ti n Pe rf o rm a n c e   E n h a n c e m e n fo En e rg y   Harv e s t i n g   Ba s e d   Two - Wa y   Re l a y   Pro to c o l s   i n   Wi re l e s s   Ad - h o c  Ne two rk s  wi t h  Pa rt i a l   a n d  F u l l  Re l a y  S e l e c ti o n   M e th o d s Ad  h o c  n e tw o rk s .   2 0 1 9 1 1 7 8 - 1 8 7 .   [2 4 ]   Ngu y e n   T N,   M i n h   TH Q Ngu y e n   T L Ha   D H,   Vo z n a k M Pe rfo rm a n c e   An a l y s i s   o Us e Se l e c ti o n   Pro to c o l   i n   Co o p e ra ti v e   Net work s   w i th   P o wer  Sp l i tt i n g   Pro to c o l   Ba s e d   En e r g y   Harv e s ti n g   O v e r   Nak a g a m i - m /Ra y l e i g h  Ch a n n e l El e c tro n i c s .   2 0 1 9 ;  8 :   448.   [2 5 ]   Ngu y e n   TN M i n h   THQ Ngu y e n   T L Ha   DH V o z n a k   M M u l ti - S o u r c e   Po wer  S p l i tt i n g   En e rg y   Harv e s ti n g   Rel a y i n g   Net work   in   Ha l f - Dup l e x   Sy s te m   O v e Bl o c k   Ra y l e i g h   Fa d i n g   Cha n n e l S y s t e m   Pe rfo rm a n c e  An a l y s i s El e c tro n i c s 2 0 1 9 ;   8 :   6 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.