I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   11 ,   No .   3 J u n e   2 0 2 1 ,   p p .   2 0 1 9 ~ 2 0 2 6   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 1 i 3 . p p 2 0 1 9 - 2 0 2 6          2019       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   O utag e pe rfor m a nce of u nderla y  c o g nitive ra dio  net w o rk s o v er  m ix   fading  enviro n m e nt       Ng uy en  H o ng   Nhu 1 ,   Cuu   H o   Va n 2 ,   Va n - Duc  P ha n 3 T a N.   Ng uy en 4 ,   M iro s la v   Vo zna k 5   J a ro s la v   Z dra le k 6   1 ,2 F a c u lt y   El e c tro n ics   a n d   T e lec o m m u n ica ti o n s,  S a ig o n   U n iv e rsity ,   Ho   C h M i n h   Cit y ,   V ietn a m     3 F a c u lt y   o f   A u to m o b il e   T e c h n o lo g y ,   V a n   L a n g   Un iv e rsit y ,   Ho   Ch M in h   Cit y ,   V ietn a m     4 W irele ss   Co m m u n ica ti o n s Re se a rc h   G ro u p ,   F a c u lt y   o f   El e c tri c a a n d   E lec tro n ics   E n g in e e rin g ,     T o n   Du c   T h a n g   Un iv e rsity ,   Ho   Ch M i n h   Cit y ,   V ietn a m   1, 4 , 5, 6 VSB - T e c h n ica Un iv e rsity   o Os trav a ,   Os trav a - P o r u b a ,   Cz e c h   Re p u b li c       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   1 0 ,   2 0 2 0   R ev i s ed   Dec   1 5 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   Dec   2 8 ,   2 0 2 0       In   th is  p a p e r,   th e   u n d e rlay   c o g n it iv e   ra d io   n e tw o rk   o v e m i x   f a d in g   e n v iro n m e n is  p re se n ted   a n d   i n v e stig a t e d .   A   c o o p e ra ti v e   c o g n it i v e   s y ste m   w it h   a   se c o n d a ry   so u rc e   n o d e   S ,   a   se c o n d a ry   d e stin a ti o n   n o d e   D,  se c o n d a ry   re la y   n o d e   Re lay ,   a n d   a   p r im a r y   n o d e   P   a re   c o n sid e re d .   In   th is   m o d e sy ste m ,   w e   c o n sid e th e   m ix   f a d in g   e n v iro n m e n in   tw o   sc e n a rio a Ra y leig h /   Na k a g a m i - m   a n d   Na k a g a m i - m /Ra y leig h   F a d in g   c h a n n e ls.  F o sy ste m   p e rf o r m a n c e   a n a l y sis,  th e   c lo se d - f o rm   e x p re s sio n   o f   th e   sy ste m   o u tag e   p ro b a b il it y   (O P a n d   t h e   i n teg ra l - f o r m e d   e x p re ss io n   o f   th e   e rg o d i c   c a p a c it y   (EC)  a re   d e riv e d   in   c o n n e c ti o n   w it h   th e   sy ste m ' s p ri m a r y   p a ra m e ter s.  F in a ll y ,   w e   p ro p o se d   t h e   M o n te  Ca rl o   sim u latio n   f o c o n v in c in g   th e   c o rre c tn e ss   o f   th e   s y ste m   p e r f o r m a n c e .   K ey w o r d s :   C o g n iti v n et w o r k   E r g o d ic  ca p ac ity   Mo n te  ca r lo   Ou ta g p r o b ab ili ty   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Van - Du P h a n   Fa cu lt y   o f   Au to m o b ile  T ec h n o lo g y   Van   L an g   U n iv er s it y   Ho   C h i M i n h   C it y ,   Viet n a m     E m ail:  d u c. p v @ v l u . ed u . v n       1.   I NT RO D UCT I O N     I n   u n d er la y   C R   ( also   ca lled   as  s p ec tr u m   s h ar i n g ) ,   s ec o n d ar y   u s er   is   allo w ed   to   ac ce s s   s p ec tr u m   at   an y   ti m as  lo n g   as  t h r ec eiv ed   in ter f er en ce   at  p r im ar y   u s er   is   r eg u lated   b e - lo w   p r ed eter m i n ed   lev el,   i.e . ,   in ter f er e n ce   te m p er atu r [ 1 - 1 2 ] .   Du to   lo n g - d is ta n ce   a n d   d ee p   f ad in g ,   s ig n al  r ec ei v ed   at   d esti n atio n   m a y   n o b d ec o d ed   co r r ec tly .   T o   o v er co m th is   p r o b le m ,   t h c o o p er ativ r elay   h a s   b ee n   i n c o r p o r ate d   to   tr an s f er   s ig n al s   f r o m   s o u r ce   to   d esti n atio n   s u cc es s f u ll y   v ia  i n ter m ed iate  r ela y s .   I n   [ 1 3 ] ,   th ex ac clo s ed - f o r m   ex p r ess io n   f o r   t h o u ta g p r o b ab ilit y   o f   co g n iti v r ad io   d u al - h o p   a m p li f y - a n d - f o r w ar d   r elay   n et w o r k s   i s   s tu d ied .   T h au th o r s   i n   [ 1 4 ]   c o n s id er ed   th o u ta g p er f o r m an ce   o f   d ec o d e - an d - f o r w ar d   r ela y i n g   i n   co g n iti v e   r ad io   n et w o r k s   o v er   R a y leig h   f ad i n g   c h an n el s ,   s u b j ec to   th r ela y   lo ca tio n   f o r   s ec o n d ar y   u s er   an d   th e   s p ec tr u m   s h ar i n g   o f   th s ec o n d ar y   s y s te m   w i th   m u lt ip le  p r im ar y   tr a n s ce i v er s ,   w h er t h s ec o n d ar y   u s er s   co m m u n icate   v ia  an   e n er g y   h ar v e s tin g   d ec o d e - an d - f o r w ar d   r elay   u n d er   th p r i m ar y   o u tag co n s tr ai n is   p r o p o s ed   in   [ 1 5 ] .   Fu r th er m o r e ,   th p er f o r m an ce   o f   m u l ti - h o p   co g n itiv r ela y   n et w o r k ,   wh ich   h ar v e s ts   e n er g y   f r o m   P B   u s in g   T SR   p r o t o co is   in v esti g ated   in   [ 1 6 ]   an d   au th o r s   in   [ 1 7 ]   in v est ig ated   h y b r id   C R   s y s te m   th at  p r o b ab ilis ticall y   s w i tch e s   th s p ec tr u m   ac ce s s   m o d es  b et w ee n   th o v er la y   an d   u n d er la y   C R   m o d es  f o r   an   in cr ea s o f   s ec o n d ar y   u s er ' s   t h r o u g h p u t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   2 0 1 9   -   2026   2020   I n   th is   p ap er ,   th u n d er la y   co g n i tiv r ad io   n et w o r k   o v er   m ix   f ad in g   en v ir o n m e n is   p r esen ted   an d   in v e s ti g ated .   A   co o p er ativ co g n i tiv s y s te m   w i th   s ec o n d ar y   s o u r ce   n o d S,  s ec o n d ar y   d esti n a tio n   n o d D,   s ec o n d ar y   r ela y   n o d R ela y ,   a n d   p r im ar y   n o d P   ar co n s id er ed .   I n   th is   m o d el  s y s te m ,   w co n s id er   th m i x   f ad in g   en v ir o n m e n in   t w o   s c en ar io s   as  R a y lei g h / Nak a g a m i - m   a n d   Nak a g a m i - m / R a y lei g h   Fad in g   ch a n n e ls .   Fo r   s y s te m   p er f o r m a n ce   a n al y s i s ,   t h clo s ed - f o r m   e x p r ess i o n   o f   th e   s y s te m   o u ta g p r o b ab ilit y   ( OP )   an d   t h e   in te g r al - f o r m ed   ex p r es s io n   o f   th er g o d ic  ca p ac it y   ( E C )   ar d er iv ed   in   co n n ec t io n   w it h   th s y s te m 's   p r i m ar y   p ar am eter s .   Fin all y ,   w p r o p o s ed   th Mo n te  C ar lo   s i m u lati o n   f o r   co n v in ci n g   th co r r ec tn es s   o f   th s y s te m   p er f o r m a n ce .     T h r es o f   th is   m a n u s cr ip ca n   b f o r m u lated   as  th f o llo w in g .   T h s y s te m   m o d el  o f   t h e   u n d er la y   co g n iti v r ad io   n et w o r k   o v er   m i x   f ad i n g   e n v ir o n m e n is   d r aw n   in   t h s ec o n d   s ec tio n .   T h s y s te m   p er f o r m an c e   in   ter m   o f   th s y s te m   OP   an d   E C   is   d er iv ed   in   th th ir s t se ct io n .   T h en ,   s o m n u m er ical  r es u lts   a n d   d is cu s s io n s   is   g i v e n   in   t h f o u r th   s ec tio n .   Fin all y ,   t h last   s ec tio n   co n cl u d ed   th m an u s cr ip t.       2.   SYST E M   M O DE L   A   co o p er ativ co g n iti v s y s te m ,   as  s h o w n   in   Fi g u r 1 ,   co m p r is in g   o f   s ec o n d ar y   s o u r ce   n o d S,  s ec o n d ar y   d esti n atio n   n o d D,   s ec o n d ar y   r ela y   n o d R ela y ,   a n d   p r im ar y   n o d P   ar co n s id er ed .   A s s u m ed   th at   all  n o d es  ar eq u ip p ed   s in g le   an ten n a,   o p er ated   in   h al f - d u p lex   m o d e,   an d   ar th m o b il n o d es.  Seco n d ar y   n o d es  an d   ar ass u m ed   to   lack   d ir ec lin k   an d   r elay   is   b r id g w h er co n n ec t h co m m u n icatio n   f o r   an d   D.   I n   o u r   m o d el,   th d ec o d an d   f o r w ar d   ( DF)   tech n iq u is   e m p lo y ed .   Hen ce ,   d u r i n g   th f ir s ti m s lo t,  S   w il l b r o ad ca s t its   s ig n al  to   r ela y   [ 1 8 - 2 1 ] .           Fig u r 1 .   P out   v er s u s   t h tr an s m it p o w er   P 3   w it h   d i f f er e n t P 1   an d   P 2   (P 1 ,   P 2 )       So ,   th r ec eiv ed   s i g n al  at  t h r ela y   ca n   b ex p r es s ed   b y     R S R s R y h x n    ( 1 )     I n   t h s ec o n d   ti m s lo t,  th e   r ela y   R   w ill   d ec o d s u cc e s s f u ll y   s x   an d   th e n   f o r w ar d   to   D.   T h er ef o r e,   th r ec eiv ed   s ig n al  at  t h d esti n atio n   ca n   b g iv e n   as     D R D R D y h x n    ( 2 )     2 RR xP      As [ 22 ] ,   th tr an s m it p o w er   at  th S a n d   R   c an   b o b tain ed   as ,   r esp ec tiv el y :     2 P s SP I P h   ( 3 )   S P R I n t e r f e r e n c e   L i n k D M a i n   L i n k SR h RD h SP h RP h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       Ou ta g p erfo r ma n ce   o u n d erl a co g n itive  r a d io   n etw o r ks o ve r   ( N g u ye n   Ho n g   N h u )   2021   w h er SP h   is   t h ch a n n el  f ad i n g   c o ef f icie n t o f   S - P   li n k .     2 P R RP I P h   ( 4 )     W h er RP h   is   th ch a n n el  f ad in g   c o ef f icie n t o f   R - P   lin k .   T h s ig n al  to   n o is r atio   ( SNR )   at  th R   a n d   ca n   b co m p u ted   f r o m   ( 1 )   an d   ( 2 ) ,   th en   s u b s tit u ti n g   ( 3 )   an d   ( 4 ) ,   r esp ec tiv el y :     22 2 0 s S R S R SR SP P h h X NY h   ( 5 )     w h er 2 0 , P SR I Xh N   an d   2 SP Yh       22 2 0 R R D R D RD RP P h h Z NT h   ( 6 )     w h er 2 RD Zh   an d   2 RP Th .   Fro m   ( 5 )   an d   ( 6 ) ,   th en d   to   en d   SN R   o f   th s ec o n d ar y   DF   s y s te m   ca n   b ex p r ess ed   as     m in , D F S R R D   ( 7 )       3.   O UT A G E   P RO B AB I L I T ( O P )   ANALYSI S   3 . 1 .     O ut a g pro b a bil it y   ( O P )   a na ly s is   T h OP   ca n   b d ef in ed   b y     Pr D F t h OP     ( 8 )     w h er th   is   p r ed eter m i n ed   SN R   th r es h o ld .   Su b s tit u tin g   ( 5 )   an d   ( 6 )   in to   ( 8 ) ,   th OP   ca n   b o b tain ed   as     P r m in , P r m in , 1 P r P r S R R D t h t h t h t h XZ OP YT XZ YT            ( 9 )     a.   Scen ar io   1 , S R R D hh   ar R a y lei g h   f ad i n g   c h an n el  a n d   , S P R P hh   ar Nak ag a m i - m   f ad i n g   c h an n el .   As [ 23 ] ,   th p r o b a b ilit y   d en s i t y   f u n ctio n   ( P DF)   an d   t h cu m u lati v d is tr ib u tio n   f u n ctio n   ( C DF)   o f   X,   Z   an d   Y,   T   ca n   b g iv e n   b y ,   r esp ec tiv el y :     1 () j x i j f x e   ( 10 )     ( ) 1 j x i F x e    ( 11 )     w h er ( , ) i X Z ( , ) j S R R D   an d   j   is   th m ea n   o f   r an d o m   v ar iab les ( R Vs)  X,   Z .   Mo r eo v er ,   w al s o   h a v e:     1 ( ) e x p ( 1 ) ! ( ) m a m aa xx fx m       ( 12 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   2 0 1 9   -   2026   2022   1 0 ( ) 1 e x p ! ( ) t m a t t aa xx Fx t       ( 13 )     w h er ( , ) a Y T b a m    in   w h ic h   ( , ) b SP R P   an d   m   is   th Nak a g a m i - m   p ar a m eter   a n d   b   is   th m ea n   o f   R Vs Y,   T   Fro m   ( 9 ) ,   w h a v e:     0 Pr 1 Pr 1 Pr 1 | ( ) th t h t h th XY X X Y X YY y F Y y f y d y        ( 14 )     Su b s ti tu t in g   ( 1 1 )   an d   ( 1 2 )   in to   ( 1 4 ) ,   w ca n   o b tain :     1 0 1 0 P r e xp ( 1 ) ! ( ) 11 e xp ( 1 ) ! ( ) m th th m Y Y SR m th m Y Y SR X y y y dx Ym y y dy m                ( 15 )     w h er SP Y m      A p p l y in g   ( 3 . 3 8 1 , 4 )   o f   [ 2 4 ] ,   ( 1 5 )   ca n   b claim ed   b y   ( 1 6 ) :     1 Pr 1 ( 1 ) ! ( ) m th m Y S R t h Y th m Y S R m X Ym               ( 16 )     Si m i lar ,   w h av e :     P r 1 m t h T th SR Z T          ( 17 )     Su b s ti tu t in g   ( 1 6 )   an d   ( 1 7 )   in to   ( 9 ) ,   th OP   ca n   b o b tain ed   as     1 1 1 m t h Y t h T S R S R OP           ( 18 )     b.   Scen ar io   2 :   , S R R D hh   ar Nak ag a m i - m   f ad in g   ch a n n el  an d   , S P R P hh   ar R a y lei g h   f ad in g   c h an n el   Si m i lar   p r o o f   as  ab o v e,   s o ,   s u b s titu t in g   ( 1 0 )   an d   ( 1 3 )   in to   ( 1 4 ) ,   an d   th en   ap p l y i n g   ( 3 . 3 8 1 , 4 )   o f   [ 24 ] ,   w ca n   o b tain :     1 0 0 1 1 0 ( ) 1 P r e xp ! ( ) 1 t m t th th th t t SP X SP t t m th th t t SP X SP X y y dy Y t                     ( 19 )     w h er SR X m      Nex t,    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       Ou ta g p erfo r ma n ce   o u n d erl a co g n itive  r a d io   n etw o r ks o ve r   ( N g u ye n   Ho n g   N h u )   2023   1 1 0 ( ) 1 Pr t t m t h t h th t t RP Z R P Z T            ( 20 )     w h er RD Z m    Fin all y ,   s u b s tit u ti n g   ( 1 9 )   an d   ( 2 0 )   in to   ( 9 ) ,   th OP   in   th is   ca s ca n   b clai m ed   b y     1 1 0 1 1 0 11 00 1 1 ( ) 1 1 ( ) 1 () 1 ( ) ( ) 11 t t m th th t t SP X SP t t m th th t t RP Z RP tn mm th tn tn tn X Z SP RP t n th th SP RP OP                                ( 21 )     3 . 2 .     E rg o dic  ca pa cit y   ( E C)   a na ly s is   T h E C   o f   th s y s te m   ca n   b d ef i n ed   as [ 25 ]     0 1 ( ) 1 l n 2 1 DF DF Fx C d x x   ( 22 )     a.   Scen ar io   1   Usi n g   r es u lt  f r o m   ( 1 8 )   an d   r ep lacin g   th x ,   w h av e :     ( ) 1 1 1 DF m YT S R S R xx Fx          ( 23 )     Su b s ti tu t in g   ( 2 3 )   in to   ( 2 2 ) ,   w e   o b tain :     0 11 1 l n 2 1 m YT SR SR DF xx C dx x           ( 24 )     b.   Scen ar io   2 :   Si m i lar   to   ab o v e,   b y   u s i n g   t h ( 2 1 )   an d   th en   co m b in i n g   w it h   ( 2 2 ) ,   w clai m :     11 00 1 1 0 11 l n 2 ( ) ( ) 11 1 mm DF tn tn tn X Z SP R P t n tn SP R P C xx x dx x                 ( 25 )       4.   NUM E RICAL   R E SU L T S A ND  DIS C USS I O N   I n   th i s   s ec tio n ,   t h Mo n te  C a r lo   Si m u la tio n   is   co n d u cted   to   co n v in ce   t h m at h e m atica l,   an al y tica l   ex p r ess io n s   i n   th ab o v s ec t io n   [ 2 6 - 3 0 ] .   T h s y s te m   OP   v er s u s   ψ  i s   ill u s tr ated   in   Fi g u r 2   w ith   t h m ai n   s y s te m   p ar a m eter s   as  m =3 ,   γ th =3   f o r   b o th   s ce n ar io s   1   an d   2 .   A s   s h o w n   in   Fi g u r 2 ,   th s y s te m   OP   f all s   in te n s i v el y   w it h   r is i n g   o f   ψ  f r o m   - 5   d B   to   2 0   d B ,   an d   th s y s te m   OP   in   t h f ir s s ce n ar io   is   b etter   th an   i n   th e   s ec o n d   s ce n ar io .   Mo r eo v er ,   th s y s te m   E C   v er s u s   ψ  i s   p r esen ted   in   Fig u r 3   w it h   m =3   f o r   b o th   s ce n ar io s .   I n   co n tr ast w it h   t h ab o v ca s e,   t h s y s te m   E C   r is e s   s i g n if ican t l y ,   w it h   r is i n g   o f   ψ  f r o m   - 5   d B   to   2 0   d B ,   an d   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   2 0 1 9   -   2026   2024   s y s te m   E C   i n   t h s ec o n d   s ce n ar io   is   b ett er   th an   th f ir s o n e .   I n   Fig u r es  2   a n d   3 ,   th s i m u l atio n   an d   a n al y tical   cu r v e s   ag r ee   w ell  w it h   ea c h   o th er   f o r   co n v i n ci n g   th co r r ec tn es s   o f   th ab o v a n al y tical  s e ctio n .             Fig u r 2 .   OP   v er s u s   ψ     Fig u r 3 .   E C   v er s u s   ψ       T h in f lu e n ce   o f   t h Na k a g a m i - m   p ar a m eter   o n   t h s y s t e m   OP   an d   E C   ar d r a w n   i n   F ig u r es  4   an d   5 ,   r esp ec tiv el y .   Her w s et  ψ =1 0 d B   an d   γ th =1 . 5   f o r   b o th   s ce n ar io s ,   as  s h o w n   i n   Fig u r es  4   an d   5 .   Fro m     Fig u r 4 ,   w ca n   s ee   t h at  t h s y s te m   OP   i n   t h f ir s t   s ce n ar i o   h as  a   s li g h i n cr ea s e,   b u t h s y s te m   OP   i n   t h e   s ec o n d   s ce n ar io   f all s   in te n s iv e l y   w it h   th r is i n g   o f   Nak a g a m i - m   p ar a m eter   f r o m   1   to   1 0 .   Fro m   t h at  r esu l t,  w e   ca n   co n cl u d t h at  t h s y s te m   p er f o r m a n ce   i n   t h s ec o n d   s ce n ar io   is   b etter   t h a n   t h f ir s o n e.   I n   t h s a m w a y ,   th e   s y s te m   E C   in   th e   s ec o n d   s ce n ar io   is   b etter   t h a n   t h f ir s t o n e,   w h i le  t h Na k ag a m i - m   p a r a m eter   v ar ie s   f r o m   1   to   1 0 ,   as sh o w n   i n   Fi g u r 5 .   I n   Fig u r es  4   an d   5 ,   th an a l y t i ca l c u r v es o v er lap   th s i m u lati o n   cu r v e s .             Fig u r 4 .   OP   v er s u s   Na k ag a m i - p ar a m eter     Fig u r 5 .   E C   v er s u s   Na k ag a m i - m   p ar a m eter       Fin all y ,   t h s y s te m   OP   v er s u s   γ th   is   ill u s tr ated   i n   Fi g u r e   6   w i th   m =3 ,   an d   ψ=5 d B .   Fro m   F ig u r 6 ,   th e   r esu lt s   s h o w   t h at  t h s y s te m   O P   in cr ea s es w ith   t h r is i n g   o f   t h γ th   f r o m   0   to   6 .   A n d   o n ce   a g ain ,   t h s y s te m   OP   in   th s ec o n d   Sce n ar io s   is   b ett er   th an   t h f ir s o n e,   an d   t h a n al y tical  an d   s i m u latio n   r es u lt s   ar th s a m w it h   ea ch   o th er   to   co n v i n ce   t h co r r ec tn ess   o f   th ab o v a n al y tica l sectio n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       Ou ta g p erfo r ma n ce   o u n d erl a co g n itive  r a d io   n etw o r ks o ve r   ( N g u ye n   Ho n g   N h u )   2025       Fig u r 6 .   OP   v er s u s   γ th       5.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap er ,   th u n d er la y   co g n i tiv r ad io   n et w o r k   o v er   m ix   f ad in g   en v ir o n m e n is   p r esen ted   an d   in v e s ti g ated .   Fo r   s y s te m   p er f o r m a n ce   an al y s i s ,   th clo s ed - f o r m   ex p r ess io n   o f   th s y s te m   o u tag p r o b ab ilit y   ( OP )   an d   th in teg r al - f o r m ed   ex p r ess io n   o f   t h er g o d ic  ca p ac it y   ( E C )   ar d er iv ed   in   co n n ec tio n   w it h   th e   s y s te m 's  p r i m ar y   p ar a m eter s .   Fin all y ,   w p r o p o s ed   th Mo n te  C ar lo   s im u lat io n   f o r   co n v i n c in g   t h p er f o r m an ce   co r r ec tn ess .   Fro m   th r es u lts ,   w ca n   s tate  th at  t h an al y tical   an d   s i m u latio n   r es u lt s   o v er lap   f o r   b o th   s ce n ar i o s ,   an d   th s ec o n d   s ce n ar io   is   b ett er   in   th s y s te m   p er f o r m an ce   t h an   t h f ir s t sce n ar io .       RE F E R E NC E S   [1 ]   S .   Ha y k in ,   " Co g n it iv e   ra d io b r a in - e m p o we re d   w irele ss   c o m m u n ica ti o n s,"   IEE J o u rn a o n   S e l e c ted   Are a in   Co mm u n ic a ti o n s,   v o l .   2 3 ,   n o .   2 ,   p p .   2 0 1 - 2 2 0 ,   2 0 0 5 d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /JS A C. 2 0 0 4 . 8 3 9 3 8 0 .   [2 ]   A .   G o ld sm it h ,   S .   Ja f a r,   I.   M a ri c ,   a n d   S .   S ri n iv a sa ,   " Bre a k in g   S p e c tru m   G rid lo c k   W it h   Co g n it iv e   Ra d io s:  A n   In f o rm a ti o n   T h e o re ti c   P e rsp e c ti v e , "   Pro c e e d in g o f   th e   IEE E ,   v o l.   9 7 ,   n o .   5 ,   2 0 0 9 p p .   8 9 4 9 1 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /J P ROC . 2 0 0 9 . 2 0 1 5 7 1 7 .   [3 ]   P .   F a z io ,   M .   T ro p e a ,   F .   V e lt ri,   a n d   S .   M a ra n o ,   A   No v e Ra t e   A d a p tatio n   S c h e m e   f o D y n a m ic   Ba n d w id th   M a n a g e m e n in   W irele ss   N e t w o rk s,”   IEE 7 5 t h   Veh icu la T e c h n o l o g y   Co n fer e n c e   ( VT S p rin g ) p p .   1 - 5 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / V ET ECS . 2 0 1 2 . 6 2 4 0 2 8 9 .   [4 ]   S .   S e n th u ra n ,   A .   A n p a lag a n ,   a n d   O.   Da s,  " T h ro u g h p u t   A n a ly si o f   Op p o rt u n isti c   A c c e s S trate g ies   in   Hy b ri Un d e rlay - O v e rla y   Co g n it iv e   Ra d i o   Ne tw o rk s,"   IEE T ra n sa c ti o n s   o n   W ire les Co mm u n ica ti o n s,   v o l .   1 1 ,   n o .   6 ,   p p .   2 0 2 4 - 2 0 3 5 ,   2 0 1 2 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T W C. 2 0 1 2 . 0 3 2 7 1 2 . 1 0 1 2 0 9 .   [5 ]   I.   F .   A k y il d iz,  W. - Y.  L e e ,   M .   C.   V u ra n ,   a n d   S .   M o h a n ty ,   " Ne X g e n e ra ti o n / d y n a m ic  sp e c tru m   a c c e s s/c o g n it iv e   ra d i o   w irele ss   n e tw o rk s:  A   su rv e y , "   Co mp u ter   Ne two rk s,   v o l.   5 0 ,   n o .   1 3 ,   p p .   2 1 2 7 - 2 1 5 9 ,   2 0 0 6 ,   h tt p s :     1 0 . 1 0 1 6 / j. c o m n e t. 2 0 0 6 . 0 5 . 0 0 1 .   [6 ]   Q.  Zh a n g ,   J.  Jia ,   a n d   J.  Z h a n g ,   " Co o p e ra ti v e   re la y   to   im p ro v e   d iv e rsity   in   c o g n it iv e   ra d io   n e tw o rk s, "   IEE E   Co mm u n ica ti o n s M a g a zin e ,   v o l.   4 7 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 1 - 1 1 7 ,   2 0 0 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / M COM. 2 0 0 9 . 4 7 8 5 3 8 8 .   [7 ]   A .   A .   Na sir,   X.  Z h o u ,   S .   Du 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 ro c e ss in g , "   IEE E   T r a n sa c ti o n s   o n   W ire les s Co mm u n i c a ti o n s,   v o l .   1 2 ,   n o .   7 ,   p p .   3 6 2 2 - 3 6 3 6 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /T W C. 2 0 1 3 . 0 6 2 4 1 3 . 1 2 2 0 4 2 .   [8 ]   X .   Z h o u ,   R .   Zh 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 tran s f e r:  A rc h it e c tu re   d e sig n   a n d   ra te - e n e rg y   trad e o f f , "   IEE T ra n sa c t io n o n   C o mm u n ica ti o n s ,   v o l .   6 1 ,   n o .   1 1 ,   p p .   4 7 5 4 - 4 7 6 7 ,   2 0 1 2 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T COMM . 2 0 1 3 . 1 3 . 1 2 0 8 5 5 .   [9 ]   M .   P e n g ,   S .   Ya n ,   a n d   H.  V .   P o o r,   " Erg o d ic  Ca p a c it y   A n a l y sis  o f   R e m o te  Ra d io   He a d   A ss o c iatio n in   Clo u d   Ra d i o   A c c e ss   Ne t w o rk s,"   IEE W ir e les Co mm u n ica ti o n L e tt e rs ,   v o l.   3 ,   n o .   4 ,   p p .   3 6 5 - 3 6 8 ,   2 0 1 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /L W C. 2 0 1 4 . 2 3 1 7 4 7 6 .   [1 0 ]   C.   Jia n g ,   N .   C.   Be a u li e u ,   L .   Zh a n g ,   Y.  Re n ,   M .   P e n g ,   a n d   H. - H.  C h e n ,   " Co g n it iv e   ra d io   n e tw o rk w it h   a sy n c h ro n o u s   sp e c tru m   se n sin g   a n d   a c c e ss , "   IE EE   Ne two rk ,   v o l.   2 9 ,   n o .   3 ,   p p .   8 8 - 9 5 ,   2 0 1 5 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /M NET . 2 0 1 5 . 7 1 1 3 2 3 1 .   [1 1 ]   J.  M it o la  a n d   G .   M a g u ire,  " Co g n it iv e   ra d io m a k in g   so f t w a r e   ra d io m o re   p e rso n a l, "   IEE Per so n a l   Co mm u n ica ti o n s,   v o l .   6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 3 - 1 8 ,   1 9 9 9 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / 9 8 . 7 8 8 2 1 0 .   [1 2 ]   J.  P a stirca k ,   J.  G a z d a ,   a n d   D.   K o c u r,   " A   su rv e y   o n   t h e   sp e c tru m   trad i n g   in   d y n a m ic  sp e c tru m   a c c e ss   n e tw o rk s, "   Pro c e e d in g EL M AR - 2 0 1 4 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /E L M A R. 2 0 1 4 . 6 9 2 3 3 3 4 .   [1 3 ]   T .   D u o n g ,   V .   Ba o ,   a n d   H. - J.  Zep e rn ick ,   " Ex a c o u tag e   p ro b a b il it y   o f   c o g n it iv e   A F   re la y in g   w it h   u n d e rlay   sp e c tru m   sh a rin g , "   El e c tro n ics   L e tt e rs ,   v o l.   4 7 ,   n o .   1 7 ,   p p .   1 0 0 - 1 0 0 2 ,   2 0 1 1 ,   d o i:     1 0 . 1 0 4 9 /el. 2 0 1 1 . 1 6 0 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  11 ,   No .   3 J u n 2 0 2 1   :   2 0 1 9   -   2026   2026   [1 4 ]   M .   Na m d a a n d   A .   Ba sg u m u s,  " O u tag e   P e rf o r m a n c e   A n a l y sis o f   Un d e rlay   Co g n it iv e   Ra d io   Ne tw o rk s w it h   De c o d e a n d ‐F o rw a rd   Re la y in g , "   Co g n it iv e   Ra d i o ,   2 0 1 7 .   [1 5 ]   M o n d a l ,   S . ,   Dh a Ro y ,   S . ,   a n d   Ku n d u ,   S . ,   P rim a r y   b e h a v io u r - b a se d   e n e rg y   h a r v e stin g   m u lt ih o p   c o g n it iv e   ra d i o   n e tw o rk ,   IET   Co m mu n ic a ti o n s,   v o l.   1 1 0 ,   n o .   1 6 ,   p p .   2 4 6 6 - 2 4 7 5 ,   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 0 4 9 /i e t - c o m . 2 0 1 7 . 0 2 4 1 .   [1 6 ]   H.  S o n g ,   J. - P .   H o n g ,   a n d   W .   Ch o i,   " On   t h e   O p ti m a S w it c h in g   P ro b a b il it y   f o a   Hy b rid   Co g n i ti v e   R a d io   S y ste m , "   IEE T r a n s a c ti o n o n   W i re les Co mm u n ica ti o n s,   v o l.   1 2 ,   n o .   4 ,   p p .   1 5 9 4 - 1 6 0 5 ,   2 0 1 3 d o i: 1 0 . 1 1 0 9 /T W C. 2 0 1 3 . 0 2 2 2 1 3 . 1 2 0 3 1 1 .   [1 7 ]   T in ,   P h u   T ra n ,   Da n g   T h e   Hu n g ,   T a n   Ng u y e n ,   T r a n   Du y ,   a n d   M iro sl a v   V o z n a k ,   " S e c re c y   P e rf o r m a n c e   En h a n c e m e n f o Un d e rlay   Co g n it iv e   Ra d io   Ne tw o rk E m p lo y in g   Co o p e ra ti v e   M u lt i - Ho p   T ra n sm issio n   w it h   a n d   w it h o u P re se n c e   o f   Ha rd wa re   I m p a ir m e n ts,"   En tro p y ,   v o l.   21,   n o .   2 ,   p p .   2 1 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i: 1 0 . 3 3 9 0 /e2 1 0 2 0 2 1 7 .   [1 8 ]   T ra n ,   Hie u   Din h ,   Du y   T ru n g   T r a n ,   a n d   S e o n g   G o n   Ch o i,   " S e c re c y   P e rf o r m a n c e   o f   a   G e n e ra li z e d   P a rti a Re la y   S e lec ti o n   P ro t o c o l   i n   U n d e rlay   Co g n it iv e   Ne tw o rk s, In ter n a ti o n a l   J o u r n a l   o C o mm u n ic a ti o n   S y ste ms ,   v o l.   3 1 ,   n o .   1 7 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 2 /d a c . 3 8 0 6 .   [1 9 ]   Bh o wm ick ,   A b h ij it ,   A in d ri la  C h a tt e rjee ,   a n d   T a n y a   V e rm a ,   " P e rf o rm a n c e   o f   DF  Re la y in g   in   a n   En e rg y   Ha r v e stin g   F u ll   Du p lex   Co g n it iv e   Ra d i o   Ne tw o rk , "   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   Vi sio n   T o w a rd Eme r g in g   T re n d i n   Co mm u n ica ti o n   a n d   Ne two rk in g   ( Vi T ECo N) ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /v it e c o n . 2 0 1 9 . 8 8 9 9 4 7 0 .   [2 0 ]   Bh a tn a g a r,   M .   R. ,   On   th e   Ca p a c it y   o f   De c o d e - a n d - F o rw a rd   Re la y in g   o v e Rici a n   F a d in g   Ch a n n e ls,”   IEE E   Co mm u n ica ti o n s L e tt e rs ,   v o l.   1 7 ,   p p .   1 1 0 0 - 1 1 0 3 ,   2 0 1 3 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /L COMM . 2 0 1 3 . 0 5 0 3 1 3 . 1 2 2 8 1 3 .   [2 1 ]   A .   G h a se m a n d   E.   S o u sa ,   " F u n d a m e n tal  li m it s o f   sp e c tru m - sh a rin g   in   f a d in g   e n v ir o n m e n ts,"   IEE T ra n sa c ti o n o n   W ire les s Co mm u n ica ti o n s,   v o l.   6 ,   n o .   2 ,   p p .   6 4 9 - 6 5 8 ,   2 0 0 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /T W C. 2 0 0 7 . 0 5 4 4 7 .   [2 2 ]   T a n   N.  Ng u y e n ,   T .   H.   Q.   M in h ,   P h u o n g   T .   T ra n   a n d   M ir o sla v   V o z n a k ,   En e rg y   Ha rv e stin g   o v e Ricia n   F a d i n g   Ch a n n e l:   A   P e rf o rm a n c e   A n a l y si f o Ha l f - Du p lex   Bid irec ti o n a S e n so Ne tw o rk u n d e Ha rd w a r e   I m p a ir m e n ts,”   S e n so rs ,   v o l .   1 8 ,   n o .   6 ,   p p .   1 7 8 1 ,   2 0 1 8 ,   d o i:   1 0 . 3 3 9 0 /s 1 8 0 6 1 7 8 1 .   [2 3 ]   G ra d sh te y n ,   I.   S . ,   a n d   I .   M .   Ry z h i k ,   T a b le o f   In teg ra ls,  S e ries ,   a n d   P ro d u c ts,   2 0 1 5 .     [2 4 ]   T .   N.  Ng u y e n ,   M .   T ra n ,   T . - L .   Ng u y e n ,   D. - H.  Ha ,   a n d   M .   Vo z n a k ,   " P e rf o r m a n c e   A n a l y sis  o f   a   Us e S e l e c ti o n   P r o to c o l   in   C o o p e ra ti v e   Ne tw o rk w it h   P o w e S p li tt in g   P ro t o c o l - Ba se d   En e rg y   Ha rv e stin g   Ov e Na k a g a m i - m /Ra y l e ig h   Ch a n n e ls,"   El e c tro n ics ,   v o l.   8 ,   n o .   4 ,   p .   4 4 8 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 3 3 9 0 /ele c tro n ics 8 0 4 0 4 4 8 .   [2 5 ]   T a n   N.  Ng u y e n ,   T .   H.   Q.   M in h ,   P h u o n g   T .   T ra n ,   M iro sla v   V o z n a k ,   T .   T.   Du y ,   T h a n h - L o n g   Ng u y e n   a n d   P h u   T ra n   T in , "   P e rf o rm a n c e   En h a n c e m e n f o En e rg y   Ha rv e stin g   Ba se d   Tw o - Wa y   Re la y   P ro t o c o ls  i n   W irele ss   A d - h o c   Ne tw o rk w it h   P a rti a a n d   F u ll   Re la y   S e le c ti o n   M e th o d s ,"   Ad   h o c   n e two rk s,   v o l.   8 4 ,   p p .   1 7 8 - 1 8 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j. a d h o c . 2 0 1 8 . 1 0 . 0 0 5 .   [2 6 ]   T a n   N.  Ng u y e n ,   T .   H.   Q.   M i n h ,   P h u o n g   T .   T ra n   a n d   M ir o sla v   V o z n a k ,   A d a p ti v e   En e rg y   Ha rv e stin g   Re la y in g   P r o to c o f o T w o - Wa y   Ha l f   Du p lex   S y ste m   N e t w o rk   o v e Ricia n   F a d in g   Ch a n n e l,   W ire les Co mm u n ica t io n a n d   M o b il e   Co m p u ti n g ,   2 0 1 8 .   [2 7 ]   V a n - Du c   P h a n ,   T a n   N.  Ng u y e n ,   M in h   T ra n ,   T ra n   T h a n h   T ra n g ,   M iro sla v   Vo z n a k ,   Du y - Hu n g   Ha   a n d   T h a n h - L o n g   Ng u y e n ,   " P o w e Be a c o n - A ss ist e d   En e rg y   H a rv e stin g   in   a   Ha lf - Du p lex   Co m m u n ica ti o n   Ne tw o rk   u n d e Co - Ch a n n e l   In terf e re n c e   o v e a   Ra y leig h   F a d in g   E n v iro n m e n t:   E n e rg y   Eff icie n c y   a n d   Ou tag e   P r o b a b il it y   A n a l y sis , "   En e rg ies ,   v o l.   1 2 ,   n o .   1 3 ,   2 0 1 9   d o i:   1 0 . 3 3 9 0 /en 1 2 1 3 2 5 7 9 .   [2 8 ]   T a n   N.  Ng u y e n ,   M in h   T ra n ,   Du y - Hu n g   Ha ,   T ra n   T h a n h   T ra n g   a n d   M iro sla v   Vo z n a k ,   " M u lt i - S o u rc e   in   DF   Co o p e ra ti v e   Ne tw o rk W it h   P S R   p ro t o c o Ba se d   F u l l - Du p lex   En e rg y   Ha r v e stin g   Ov e Ra y lei g h   F a d in g   Ch a n n e l :   P e rf o rm a n c e   A n a l y sis , "   Pro c e e d i n g o th e   Esto n i a n   Aca d e my   o f   S c ien c e s,   v o l.   6 8 ,   n o .   3 ,   2 0 0 9 ,   pp.   2 6 4 - 2 7 5 ,   d oi 1 0 . 3 1 7 6 /p r o c. 2 0 1 9 . 3 . 0 3 .   [2 9 ]   T a n   N.  Ng u y e n ,   T .   H.   Q.   M i n h ,   D u y - Hu n g   Ha ,   T h a n h - L o n g   Ng u y e n   a n d   M iro sla v   Vo z n a k ,   " En e rg y   h a rv e stin g   b a se d   tw o - w a y   f u ll - d u p lex   re lay in g   n e t w o rk   o v e Ricia n   f a d in g   e n v iro n m e n t:   p e rf o rm a n c e   a n a l y sis , "   P ro c e e d in g o f   th e   Esto n ia n   A c a d e m y   o f   S c ien c e s,  v o l.   6 8 ,   n o .   1 ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 1 1 - 1 2 3 ,   d o i:   1 0 . 3 1 7 6 /p r o c. 2 0 1 9 . 1 . 1 1 .   [3 0 ]   A .   S a n tam a ria,  P .   Ra im o n d o ,   M .   T ro p e a ,   F .   D.  Ra n g o ,   a n d   C.   A iello ,   A n   Io T   S u rv e il lan c e   S y ste m   Ba se d   o n   a   De c e n tralise d   A rc h it e c tu re ,   S e n so rs,   v o l.   1 9 ,   n o .   6 ,   p .   1 4 6 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 3 3 9 0 /s1 9 0 6 1 4 6 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.