Luận án Nghiên cứu giải pháp phân tích, đánh giá hiệu năng hệ thống thông tin vô tuyến thế hệ mới sử dụng kỹ thuật thu thập năng lượng vô tuyến

I 
BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG 
--------------------------------------- 
NGUYỄN ANH TUẤN 
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ 
HIỆU NĂNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN 
THẾ HỆ MỚI SỬ DỤNG KỸ THUẬT THU THẬP 
NĂNG LƢỢNG VÔ TUYẾN 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
Hà Nội-2020 
II 
BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG 
--------------------------------------- 
NGUYỄN ANH TUẤN 
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU 
NĂNG HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN THẾ HỆ MỚI 
SỬ DỤNG KỸ THUẬT THU THẬP NĂNG LƢỢNG 
VÔ TUYẾN 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
 CHUYÊN NGÀNH: Kỹ thuật viễn thông 
 MÃ SỐ: 9.52.02.08 
 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 
 1. PGS. TS. Võ Nguyễn Quốc Bảo 
 2. TS. Trƣơng Trung Kiên 
Hà Nội - 2020 
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Nghiên cứu sinh xin cam đoan những nội dung nghiên cứu trình bày trong 
Luận án là công trình nghiên cứu của nghiên cứu sinh dƣới sự hƣớng dẫn của các 
giáo viên hƣớng dẫn. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là hoàn toàn trung 
thực và chƣa đƣợc công bố bởi bất kỳ tác giả nào hay bất kỳ công trình nào trƣớc 
đây. Các kết quả sử dụng đều đã đƣợc trích dẫn và trình bày theo đúng quy định. 
Hà Nội, ngày tháng năm 2020 
 Tác giả 
 Nguyễn Anh Tuấn 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Trong quá trình nghiên cứu, nghiên cứu sinh đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ 
quý giá. Đầu tiên, nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS 
Võ Nguyễn Quốc Bảo và TS. Trƣơng Trung Kiên đã hƣớng dẫn, định hƣớng nghiên 
cứu khoa học, giúp đỡ tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành Luận án. 
Nghiên cứu sinh cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thành viên trong Phòng 
Thí nghiệm thông tin vô tuyến - Học viện Công nghệ bƣu chính viễn thông đã góp ý 
khoa học cho nội dung luận án. 
Nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn tới Lãnh đạo Học viện công nghệ bƣu 
chính viễn thông, Hội đồng khoa học, Hội đồng Tiến sĩ, Khoa Quốc tế và đào tạo 
sau đại học, Khoa Viễn thông- Học viện Công nghệ bƣu chính viễn thông đã tạo 
điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành luận án này. 
Nghiên cứu sinh xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn 
ủng hộ, động viên, chia sẻ, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án. 
Hà Nội, Ngày tháng năm 2020 
 Tác giả 
 Nguyễn Anh Tuấn 
iii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i 
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii 
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ v 
DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................... vii 
DANH MỤC KÝ HIỆU TOÁN HỌC ...................................................................... ix 
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1 
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG ........................................ 6 
1.1. Hệ thống vô tuyến chuyển tiếp ......................................................................... 6 
1.2. Mô hình toán học kênh truyền Nakagami-m .................................................... 8 
1.3. Xác suất dừng hệ thống vô tuyến ..................................................................... 9 
1.4. Tổng quan kỹ thuật thu thập năng lƣợng vô tuyến ........................................... 9 
1.4.1. Kiến trúc vật lý máy thu năng lƣợng vô tuyến ......................................... 10 
1.4.2. Nguồn năng lƣợng vô tuyến ..................................................................... 12 
1.4.3. Giao thức thu nhận năng lƣợng trong mạng chuyển tiếp ......................... 12 
1.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu về kỹ thuật thu thập năng lƣợng ................. 16 
1.6. Những nghiên cứu liên quan và hƣớng nghiên cứu của luận án .................... 17 
1.7. Kết luận chƣơng .............................................................................................. 20 
CHƢƠNG 2. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN 
CHUYỂN TIẾP MỘT CHIỀU SỬ DỤNG KỸ THUẬT THU THẬP NĂNG 
LƢỢNG ..................................................................................................................... 21 
2.1. Giới thiệu ........................................................................................................ 21 
2.2. Phân tích hiệu năng hệ thống vô tuyến chuyển tiếp một chiều với kênh truyền 
ƣớc lƣợng không hoàn hảo .................................................................................... 22 
2.2.1. Mô hình hệ thống ..................................................................................... 23 
2.2.2. Phân tích xác suất dừng hệ thống ............................................................. 28 
2.2.3. Kết quả mô phỏng và phân tích ................................................................ 31 
2.3. Phân tích hiệu năng hệ thống vô tuyến chuyển tiếp một chiều sử dụng kỹ 
thuật đa anten ......................................................................................................... 33 
2.3.1. Mô hình hệ thống ..................................................................................... 34 
iv 
2.3.2. Phân tích hiệu năng hệ thống ................................................................... 36 
2.3.3. Kết quả mô phỏng và phân tích ................................................................ 41 
2.4. Hệ thống vô tuyến chuyển tiếp một chiều song công ..................................... 45 
2.4.1. Mô hình hệ thống ..................................................................................... 46 
2.4.2. Phân tích hiệu năng hệ thống ................................................................... 49 
2.4.3. Kết quả mô phỏng và phân tích ................................................................ 51 
2.5. Kết luận chƣơng .............................................................................................. 54 
CHƢƠNG 3. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG VÔ TUYẾN 
CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU SỬ DỤNG KỸ THUẬT THU THẬP NĂNG 
LƢỢNG VÔ TUYẾN ............................................................................................... 56 
3.1. Giới thiệu ........................................................................................................ 56 
3.2. Hệ thống chuyển tiếp hai chiều với kênh truyền fading Rayleigh ................. 57 
3.2.2. Mô hình hệ thống ..................................................................................... 57 
3.2.3. Phân tích hiệu năng hệ thống ................................................................... 59 
3.2.4. Kết quả mô phỏng và phân tích ................................................................ 62 
3.3. Hệ thống chuyển tiếp hai chiều với kênh truyền Nakagami-m ...................... 67 
3.3.1. Phân tích xác suất dừng hệ thống ............................................................. 68 
3.3.2. Kết quả mô phỏng và phân tích ................................................................ 70 
3.4. Kết luận chƣơng .............................................................................................. 72 
CHƢƠNG 4. PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG HỆ THỐNG THÔNG TIN 
VÔ TUYẾN NHẬN THỨC SỬ DỤNG KỸ THUẬT THU THẬP NĂNG LƢỢNG 
VÔ TUYẾN .............................................................................................................. 74 
4.1. Giới thiệu ........................................................................................................ 74 
4.2. Mô hình hệ thống ............................................................................................ 76 
4.3. Phân tích hiệu năng hệ thống thứ cấp ............................................................. 79 
4.4. Kết quả mô phỏng và phân tích ...................................................................... 86 
4.5. Kết luận chƣơng .............................................................................................. 90 
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ......................................... 92 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ ....................................................... 97 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 98 
v 
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 
AF Amplify and Forward Khuếch đại và chuyển tiếp 
AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu trắng Gauss cộng tính 
BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bit 
CDF Cumulative distribution function Hàm phân bố xác suất tích lũy 
CMN Conventional Multihop Network Mạng truyền thông đa chặng truyền 
thống 
CR Cognitive radio Vô tuyến nhận thức 
CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh 
DF Decode-and-Forward Giải mã và chuyển tiếp 
DT Direct Transmission Truyền trực tiếp 
EH Energy Harvesting Thu thập năng lƣợng 
FD Full Duplex Song công 
HP Haft Duplex Đơn công 
IoT Internet of Things Kết nối vạn vật 
MIMO Multiple Input Multiple Output Nhiều đầu vào nhiều đầu ra 
MRC Maximal Ratio Combining Kết hợp tỷ số cực đại 
OP Outage Probability Xác suất dừng hệ thống 
PB Power Beacon Nguồn năng lƣợng ngoài 
PDF Probability Density Function Hàm mật độ phân bố xác suất 
PS Power Splitting Phân chia theo công suất 
PSK Phase Shift Keying Điều chế pha 
PT Primary Transmitter Máy phát sơ cấp 
PU Primary User Máy thu sơ cấp 
SE Spectral Efficiency Hiệu suất phổ tần 
vi 
SER Symbol Error Rate Tỷ lệ lỗi symbol 
SI Self-Interference Nhiễu nội 
SIC Self-Interference Cancellation Loại bỏ nhiễu nội 
SNR Signal-to-Noise Ratio Tỷ số công suất tín hiệu trên công 
suất nhiễu 
RF Radio Frequency Tần số vô tuyến 
RSI Residual Self-Interference Nhiễu nội dôi dƣ 
TAS Transmit Antenna Selection Lựa chọn ăng ten phát 
TS Time Switching Phân chia theo thời gian 
WPT Wireless Power Transfer Truyền năng lƣợng vô tuyến 
vii 
DANH MỤC HÌNH VẼ 
Hình 1.1. Mô hình hệ thống vô tuyến chuyển tiếp một nút chuyển tiếp .................... 7 
Hình 1.2. Mô hình hệ thống chuyển tiếp nhiều nút chuyển tiếp ................................ 7 
Hình 1.3. Mô hình truyền và thu thập năng lƣợng vô tuyến ..................................... 10 
Hình 1.4. Sơ đồ khối thiết bị thu thập năng lƣợng vô tuyến ..................................... 11 
Hình 1.5. Giao thức thu thập năng lƣợng theo thời gian........................................... 13 
Hình 1.6. Mô hình máy thu sử dụng giao thức phân chia theo thời gian .................. 13 
Hình 1.7. Giao thức phân chia theo ngƣỡng công suất ............................................. 14 
Hình 1.8. Mô hình máy thu với kỹ thuật phân chia theo công suất .......................... 15 
Hình 2.1. Mô hình hệ thống chuyển tiếp truyền gia tăng.......................................... 24 
Hình 2.2. Xác suất dừng hệ thống theo tỷ số tín hiệu trên nhiễu .............................. 31 
Hình 2.3. Ảnh hƣởng của lên xác suất dừng hệ thống TS và lên xác suất dừng 
hệ thống PS. .............................................................................................................. 32 
Hình 2.4. So sánh xác suất dừng hệ thống TS và PS với giá trị tối ƣu của và 
 ................................................................................................................................... 33 
Hình 2.5. Mô hình lựa chọn nút chuyển tiếp từng phần ........................................... 34 
Hình 2. 6. Khung thời gian truyền bán song công .................................................... 36 
Hình 2.7. Miền tích phân của công thức 2.45 ........................................................... 38 
Hình 2.8. So sánh kỹ thuật xấp xỉ đề xuất và kỹ thuật xấp xỉ truyền thống ............. 42 
Hình 2.9. Tỷ số xác suất dừng xấp xỉ và xác suất dừng mô phỏng .......................... 43 
Hình 2.10. Xác suất dừng theo hệ số thời gian thu thập năng lƣợng với các trƣờng 
hợp tỷ số tín hiệu trên nhiễu khác nhau. ................................................................... 43 
Hình 2.11. Xác suất dừng hệ thống theo hệ số thời gian thu thập năng lƣợng với cấu 
hình nút nguồn và nút đích khác nhau. ..................................................................... 44 
Hình 2.12. Xác suất dừng hệ thống theo tỷ số tín hiệu trên nhiễu với các cấu hình 
khác nhau của nút nguồn và nút đích ........................................................................ 45 
Hình 2.13. Mô hình hệ thống chuyển tiếp song công thu thập năng lƣợng .............. 46 
Hình 2.14. Khảo sát OP theo SNR với tham số pha đinh m khác nhau. ................... 51 
Hình 2.15. Khảo sát ảnh hƣởng của SIC tới hiệu năng hệ thống .............................. 52 
Hình 2.16. Khảo sát ảnh hƣởng của m đến giá trị OP của hệ thống khi SNR=15 dB
 ................................................................................................................................... 53 
Hình 2.17. Khảo sát OP theo α khi thay đổi SNR của hệ thống ............................... 54 
viii 
Hình 3.1. Hệ thống chuyển tiếp hai chiều thu thập năng lƣợng sử dụng kỹ thuật 
chuyển tiếp DF với một nguồn phát năng lƣợng ...................................................... 57 
Hình 3.2. Khảo sát xác suất dừng hệ thống theo 
PBP ................................................ 63 
Hình 3.3. Khảo sát xác suất dừng hệ thống theo α.................................................... 63 
Hình 3.4. Xác suất dừng hệ thống theo PBP : ảnh hƣởng của vị trí PB ....................... 64 
Hình 3.5. Xác suất dừng hệ thống theo α: ảnh hƣởng của vị trí PB ......................... 65 
Hình 3.6. Xác suất dừng hệ thống theo PPB : ảnh hƣởng của vị trí R ....................... 66 
Hình 3.7. Xác suất dừng hệ thống theo : ảnh hƣởng của vị trí R .......................... 67 
Hình 3.8. Khảo sát ảnh hƣởng hệ số kênh truyền Nakagami-m tới OP .................... 71 
Hình 3.9. Khảo sát ảnh hƣởng hệ số α tới OP khi thay đổi giá trị m ........................ 71 
Hình 3.10. Khảo sát ảnh hƣởng giá trị α tới OP khi thay đổi giá trị SNR ................ 72 
Hình 4.1. Mô hình hệ thống vô tuyến nhận thức thu thập năng lƣợng vô tuyến ..... 76 
Hình 4.2. Xác suất dừng hệ thống theo PT và PB .................................................. 87 
Hình 4.3. Xác suất dừng hệ thống theo Ip (dB) ......................................................... 88 
Hình 4.4. Xác suất dừng hệ thống theo hệ số α ........................................................ 89 
Hình 4.5. Xác suất dừng hệ thống theo vị trí của PB và PT ..................................... 90 
ix 
DANH MỤC KÝ HIỆU TOÁN HỌC 
{.} Ký hiệu toán tử kỳ vọng 
Ei (.) Ký hiệu hàm tích phân mũ bậc i 
fX (x) Hàm mật độ phân bố xác suất của biến ngẫu nhiên X 
(PDF) 
FX(x) Hàm phân bố xác suất tích lũy của biến ngẫu nhiên X 
(CDF) 
I0 (.) Hàm Bessel sửa đổi bậc không l ... s and Propagation 
(APSURSI), 2011 IEEE International Symposium on, 2011, pp. 59-62. 
[42] H. P. Bui, Y. Ogawa, T. Nishimura, and T. Ohgane, "Multiuser MIMO E-SDM 
Systems: Performance Evaluation and Improvement in Time-Varying Fading 
Environments", Global Telecommunications Conference, IEEE GLOBECOM 2008, 
pp 1-5.2008. 
[43] H. P. Bui, "Doppler spectrum and performance of E-SDM systems in indoor time-
varying MIMO channels," IEEE Antennas and Propagation Society International 
Symposium, pp. 1361-1364. 2007. 
[44] H. P. Bui, H. Nishimoto, Y. Ogawa, T. Nishimura, and T. Ohgane, "Channel 
characteristics and performance of MIMO E-SDM systems in an indoor time-
101 
varying fading environment," EURASIP Journal on Wireless Communications and 
Networking, 2010. 
[45] H. Nguyen-Le, T. Le-Ngoc, and C. C. Ko, "Joint channel estimation and 
synchronization for MIMO–OFDM in the presence of carrier and sampling 
frequency offsets," Vehicular Technology, IEEE Transactions, vol. 58, pp. 3075-
3081, 2009. 
[46] V. Nguyen-Duy-Nhat, H. Nguyen-Le, C. Tang-Tan, and T. Le-Ngoc, "SIR Analysis 
for OFDM Transmission in the Presence of CFO, Phase Noise and Doubly Selective 
Fading," 2013. 
[47] K. T. Truong, S. Weber, and R. Heath, "Transmission capacity of two-way 
communication in wireless ad hoc networks," in Communications, 2009. ICC'09. 
IEEE International Conference on, 2009, pp. 1-5. 
[48] K. T. Truong and R. Heath, "Interference alignment for the multiple-antenna 
amplify-and-forward relay interference channel," Signals, Systems and Computers 
(ASILOMAR), Conference Record of the Forty Fifth Asilomar Conference on, pp. 
1288-1292. 2011. 
[49] K. T. Truong, P. Sartori, and R. W. Heath Jr, "Cooperative algorithms for MIMO 
amplify-and-forward relay networks," arXiv preprint arXiv:1112.4553, 2011. 
[50] B. Vo Nguyen Quoc, T. Q. Duong, D. Benevides da Costa, G. C. Alexandropoulos, 
and A. Nallanathan, "Cognitive Amplify-and-Forward Relaying with Best Relay 
Selection in Non-Identical Rayleigh Fading," Communications Letters, IEEE, vol. 
17, pp. 475-478, 2013. 
[51] T.-T. Tran, V. N. Quoc Bao, V. Dinh Thanh, and T. Q. Duong, "Performance 
analysis and optimal relay position of cognitive spectrum-sharing dual-hop decode-
and-forward networks," Computing Management and Telecommunications 
(ComManTel), International Conference, pp. 269-273. 2013. 
[52] D. T. Tran and V. N. Quoc Bao, "Outage performance of cooperative multihop 
transmission in cognitive underlay networks," Computing, Management and 
Telecommunications (ComManTel), 2013 International Conference, pp. 123-127. 
2013. 
[53] V. N. Q. Bao, T. Q. Duong, A. Nallanathan, and C. Tellambura, "Effect of Imperfect 
Channel State Information on the Performance of Cognitive Multihop Relay 
Networks," Globecom - Signal Processing for Communications Symposium. 2013. 
[54] Quang Nhat Le, Vo Nguyen Quoc Bao, Beongku An, “Full-Duplex Distributed 
Switch-and-Stay Energy Harvesting Selection Relaying Networks with Imperfect 
CSI: Design and Outage Analysis”, Journal of Communications and Networks, vol. 
20, no. 1, pp. 29-46, Feb. 2018. 
[55] Hoang Van Toan, Vo Nguyen Quoc Bao, and Khoa N. Le, “Performance analysis of 
cognitive underlay two-way relay networks with interference and imperfect channel 
state information”, EURASIP Journal on Wireless Communications and 
Networking, Feb. 2018. 
[56] Nguyen Toan Van, Nhu Tri Do, Vo Nguyen Quoc Bao, Beongku An, “Performance 
Analysis of Wireless Energy Harvesting Multihop Cluster-Based Networks over 
Nakgami-m Fading Channels”, IEEE Access, vol. 6, pp. 3068 - 3084, Dec. 2017 
102 
[57] Nhu Tri Do, Daniel Benevides da Costa, Trung Q Duong, Vo Nguyen Quoc Bao, 
Beongku An, “Exploiting Direct Links in Multiuser Multirelay SWIPT Cooperative 
Networks with Opportunistic Scheduling”, IEEE Transactions on Wireless 
Communications, vol. 16, no. 8, pp. 5410-5427, Aug. 2017 
[58] A. A. Nasir, Z. Xiangyun, S. Durrani, and R. A. Kennedy, "Wireless-Powered 
Relays in Cooperative Communications: Time-Switching Relaying Protocols and 
Throughput Analysis", Communications, IEEE Transactions, vol. 63, pp. 1607-
1622, 2015. 
[59] L. Xiao, P. Wang, D. Niyato, D. Kim, and Z. Han, "Wireless Networks with RF 
Energy Harvesting: A Contemporary Survey," IEEE Communications Surveys & 
Tutorials, vol. PP, pp. 1-1, 2015. 
[60] S. Ulukus, A. Yener, E. Erkip, O. Simeone, M. Zorzi, P. Grover, et al., "Energy 
Harvesting Wireless Communications: A Review of Recent Advances," 
Communications, IEEE Journal, vol. PP, pp. 1-1, 2015. 
[61] Y. Dong, M. Hossain, and J. Cheng, "Performance of Wireless Powered Amplify 
and Forward Relaying Over Nakagami-m Fading Channels With Nonlinear Energy 
Harvester," Communications Letters, IEEE, vol. PP, pp. 1-1, 2016. 
[62] G. Zhu, C. Zhong, H. Suraweera, G. Karagiannidis, Z. Zhang, and T. Tsiftsis, 
"Wireless Information and Power Transfer in Relay Systems with Multiple 
Antennas and Interference," Communications, IEEE Transactions, vol. PP, pp. 1-1, 
2015. 
[63] Z. Zheng, P. Mugen, Z. Zhongyuan, and L. Yong, "Joint Power Splitting and 
Antenna Selection in Energy Harvesting Relay Channels," Signal Processing 
Letters, IEEE, vol. 22, pp. 823-827, 2015. 
[64] T. Li, P. Fan, and K. Letaief, "Outage Probability of Energy Harvesting Relay-aided 
Cooperative Networks Over Rayleigh Fading Channel," Vehicular Technology, 
IEEE Transactions, vol. PP, pp. 1-1, 2015. 
[65] V. N. Q. Bao and H. Y. Kong, "Incremental relaying for partial relay selection," 
IEICE Trans. Commun., vol. E93-B, pp. 1317-1321, May 2010. 
[66] J. N. Laneman, D. N. C. Tse, and G. W. Wornell, "Cooperative diversity in wireless 
networks: Efficient protocols and outage behavior," IEEE Transactions on 
Information Theory, vol. 50, pp. 3062-3080, 2004. 
[67] P. N. Son, H. Y. Kong, and A. Anpalagan, "Exact outage analysis of a decode-and-
forward cooperative communication network with N th best energy harvesting relay 
selection," Annals of Telecommunications, vol. 71, pp. 251-263, 2016. 
[68] N. T. Van, H. M. Tan, T. M. Hoang, T. T. Duy, and V. N. Q. Bao, "Exact Outage 
Probability of Energy Harvesting Incremental Relaying Networks with MRC 
Receiver," Proc. of The 2016 International Conference on Advanced Technologies 
for Communications (ATC’16), Hanoi, 2016, pp. 120-125. 
[69] A. Bletsas, A. Khisti, D. P. Reed, and A. Lippman, "A Simple Cooperative 
Diversity Method Based on Network Path Selection," IEEE Journal on Select Areas 
in Communications, vol. 24, pp. 659-672, March 2006. 
[70] M. Abramowitz and I. A. Stegun, “Handbook of mathematical functions with 
formulas, graphs, and mathematical tables”, Washington: U.S. Govt. 
103 
[71] A. Papoulis and S. U. Pillai, “Probability, random variables, and stochastic 
processes”, 4th ed. Boston: McGraw-Hill, 2002. 
[72] A. A. Nasir, Z. Xiangyun, S. Durrani, and R. A. Kennedy, "Relaying Protocols for 
Wireless Energy Harvesting and Information Processing," IEEE Transactions on 
Wireless Communications, vol. 12, no. 7, pp. 3622-3636, 2013. 
[73] D. K. Nguyen, M. Matthaiou, T. Q. Duong, and H. Ochi, "RF energy harvesting 
two-way cognitive DF relaying with transceiver impairments," IEEE International 
Conference on Communication Workshop (ICCW), no. Jun. , pp. 1970-1975. 2015. 
[74] K. Tutuncuoglu, B. Varan, and A. Yener, "Throughput Maximization for Two-Way 
Relay Channels With Energy Harvesting Nodes: The Impact of Relaying 
Strategies," Communications, IEEE Transactions, vol. 63, no. 6, pp. 2081-2093, 
2015. 
[75] W. Li, M. L. Ku, Y. Chen, K. J. R. Liu, and S. Zhu, "Performance Analysis for 
Two-Way Network-Coded Dual-Relay Networks with Stochastic Energy 
Harvesting," IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. PP, no. 99, pp. 
1-1, 2017. 
[76] N. T. P. Van, S. F. Hasan, X. Gui, S. Mukhopadhyay, and H. Tran, "Three-Step 
Two-Way Decode and Forward Relay With Energy Harvesting," IEEE 
Communications Letters, vol. 21, no. 4, pp. 857-860, 2017. 
[77] I. Krikidis, Z. Gan, and B. Ottersten, "Harvest-use cooperative networks with 
half/full-duplex relaying," Wireless Communications and Networking Conference 
(WCNC), IEEE, pp. 4256-4260. 2013. 
[78] T. T. Thanh and V. N. Quoc Bao, "Wirelessly Energy Harvesting DF Dual-hop 
Relaying Networks: Optimal Time Splitting Ratio and Performance Analysis," 
Journal of Science and Technology: Issue on Information and Communications 
Technology, no. 2, pp. 16-20,2017. 
[79] B. Vo Nguyen Quoc and K. Hyung Yun, "Error probability performance for multi-
hop decode-and-forward relaying over Rayleigh fading channels," Advanced 
Communication Technology, 11th International Conference, vol. 03, pp. 1512-1516. 
2009. 
[80] I. S. Gradshteyn, I. M. Ryzhik, A. Jeffrey, and D. Zwillinger, Table of integrals, 
series and products, 7th ed. Amsterdam ; Boston: Elsevier, 2007. 
[81] P. Xing, J. Liu, C. Zhai, X. Wang, and X. Zhang, “Multipair two-way full-duplex 
relaying with massive array and power allocation,” IEEE Trans. Veh. Techn, vol. 
PP, no. 99, pp. 1–1, 2017. 
[82] C. Li, Z. Chen, Y. Wang, Y. Yao, and B. Xia, “Outage analysis of the full-duplex 
decode-and-forward two-way”, IEEE Trans. Veh. Technol, vol. 66, no. 5, pp. 4073–
4086, May 2017. 
[83] G. J. Gonzalez, F. H. Gregorio, J. E. Cousseau, T. Riihonen, and R. Wichman, 
“Full-duplex amplify-andforward relays with optimized transmission power under 
imperfect transceiver electronics”, EURASIP J. Wireless Communication Network, 
2017. 
[84] Y. Alsaba, C. Y. Leow, and S. K. A. Rahim, “Full-duplex cooperative non-
orthogonal multiple access with beamforming and energy harvesting”, IEEE Access, 
vol. 6, pp.19 726–19 738, 2018. 
104 
[85] Q. N. Le, V. N. Q. Bao, and B. An, “Full-duplex distributed switch-and-stay energy 
harvesting selection relaying networks with imperfect csi: Design and outage 
analysis”, Journal of Communications and Networks, vol. 20, no. 1, pp. 29–46, Feb 
2018. 
[86] D. Zhai, H. Chen, Z. Lin, Y. Li, and B. Vucetic, “Accumulate then transmit: Multi-
user scheduling in full-duplex wireless-powered iot systems”, IEEE Internet of 
Things Journal, 2018. 
[87] A. Koc, I. Altunbas, and E. Basar, “Two-way full-duplex spatial modulation 
systems with wireless powered AF relaying”, IEEE Wireless Communications 
Letters, 2017. 
[88] E. Bjornson, M. Matthaiou, and M. Debbah, “A new look at dual-hop relaying: 
Performance limits with hardware impairments”, IEEE Trans Communication, vol. 
61, no. 11, pp. 4512–4525, Nov. 2013. 
[89] D. K. Nguyen, M. Matthaiou, T. Q. Duong, and H. Ochi, "RF energy harvesting 
two-way cognitive DF relaying with transceiver impairments" in IEEE International 
Conference on Communication Workshop (ICCW), pp. 1970-1975, 2015. 
[90] G. Zheng, Z. K. M. Ho, E. A. Jorswieck, and B. E. Ottersten, "Information and 
Energy Cooperation in Cognitive Radio Networks", IEEE Trans. Signal Processing, 
vol. 62, pp. 2290-2303, 2014. 
[91] T. N. NGUYEN, T. T. DUY, L. Gia-Thien, P. T. TRAN, and M. VOZNAK, 
"Energy Harvesting-based Spectrum Access With Incremental Cooperation, Relay 
Selection and Hardware Noises," RADIOENGINEERING, vol. 25, p. 11, 2016. 
[92] Z. Wang, Z. Chen, B. Xia, L. Luo, and J. Zhou, "Cognitive relay networks with 
energy harvesting and information transfer: Design, analysis, and optimization", 
IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 15, pp. 2562-2576, 2016. 
[93] S. A. Mousavifar, Y. Liu, C. Leung, M. Elkashlan, and T. Q. Duong, "Wireless 
Energy Harvesting and Spectrum Sharing in Cognitive Radio", Vehicular 
Technology Conference (VTC Fall), IEEE, pp. 1-5, 2014. 
[94] Liu, Yuanwei, et al. "Wireless Energy Harvesting in a Cognitive Relay 
Network", IEEE Trans. Wireless Communications , pp.2498-250, 2016. 
[95] Nguyen Toan Van, Nhu Tri Do, Vo Nguyen Quoc Bao, Beongku An, “Performance 
Analysis of Wireless Energy Harvesting Multihop Cluster-Based Networks over 
Nakgami-m Fading Channels”, IEEE Access, vol. 6, pp. 3068 - 3084, Dec. 2017. 
[96] J. Guo, S. Durrani, X. Zhou, and H. Yanikomeroglu, "Outage probability of ad hoc 
networks with wireless information and power transfer," IEEE Wireless 
Communications Letters, vol. 4, pp. 409-412, 2015. 
[97] ZHANG, Keyi, et al. “AP scheduling protocol for power beacon with directional 
antenna in Energy Harvesting Networks”, Applied System Innovation (ICASI), 2017 
International Conference on. IEEE, pp. 906-909, 2017. 
[98] D. H. Chen and Y. C. He, “Full-duplex secure communications in cellular networks 
with downlink wireless power transfer,” IEEE Transactions on Communications, 
vol. 66, no. 1, pp. 265–277, Jan 2018. 
[99] P. Deng, B. Wang, W. Wu, and T. Guo, “Transmitter design in misonoma system 
with wireless-power supply,” IEEE Communications Letters,vol. 22, no. 4, pp. 844–
847, 2018. 
105 
[100] Q. N. Le, V. N. Q. Bao, and B. An, “Full-duplex distributed switch-andstay energy 
harvesting selection relaying networks with imperfect csi: Design and outage 
analysis,” Journal of Communications and Networks, vol. 20, no. 1, pp. 29–46, 
2018. 
[101] K. E. Kolodziej, B. T. Perry, and J. S. Herd, “In-band full-duplex technology: 
Techniques and systems survey,” IEEE Transactions on Microwave Theory and 
Techniques, 2019. 
[102] A. H. Gazestani, S. A. Ghorashi, B. Mousavinasab, and M. Shikh-Bahaei, “A survey 
on implementation and applications of full duplex wireless communications,” 
Physical Communication, vol. 34, pp. 121–134, 2019. 
[103] S. Dey, E. Sharma, and R. Budhiraja, “Scaling analysis of hardwareimpaired two-
way full-duplex massive mimo relay,” IEEE Communications, Letters, 2019. 
[104] X.-T. Doan, N.-P. Nguyen, C. Yin, D. B. da Costa, and T. Q. Duong, "Cognitive 
full-duplex relay networks under the peak interference power constraint of multiple 
primary users," EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 
vol. 2017, no. 1, p. 8, 2017. 
[105] A. Koc, I. Altunbas, and E. Basar, "Two-Way Full-Duplex Spatial Modulation 
Systems With Wireless Powered AF Relaying," IEEE Wireless Communications 
Letters, vol. 7, no. 3, pp. 444-447, 2018. 
[106] D. Chen and Y. He, "Full-Duplex Secure Communications in Cellular Networks 
With Downlink Wireless Power Transfer," IEEE Transactions on Communications, 
vol. 66, no. 1, pp. 265-277, 2018. 
[107] Nguyen, Toan-Van, and Beongku An. "Cognitive Multihop Wireless Powered 
Relaying Networks Over Nakagami-m Fading Channels." IEEE Access, 154600-
154616, 2019. 
[108] V. N. Q. Bảo, “Sách Mô phỏng hệ thống truyền thông”. Nhà Xuất Bản Khoa Học và 
Kỹ Thuật, 2020. 
[109] Van Nguyen, T., Do, T. N., Bao, V. N. Q., da Costa, D. B., & An, B. “On the 
Performance of Multihop Cognitive Wireless Powered D2D Communications in 
WSNs”, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 69(3), 2684-2699, 2020.