Phân tích xác suất dừng hệ thống chuyển tiếp hai chiều sử dụng công nghệ thu thập năng lượng từ nguồn phát

tiếp 
nằm gần nguồn A. Các kết quả đạt được là hợp lý với 
kết quả phân tích và như mong đợi và dễ dàng lý giải 
bằng cách vận dụng hiệu ứng suy hao đường truyền. 
Hình 7 Xác suất dừng hệ thống theo : ảnh hưởng của 
vị trí R với PB PB( , ) (0.5,1)x y và PB 10P dB. 
Trong Hình 7, chúng ta lại có thể khẳng định một 
lần nữa là hệ thống sẽ bị dừng nên giá trị lớn và giá 
trị tối ưu của không phụ thuộc vào vị trí của nút 
 SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 33
PHÂN TÍCH XÁC SUẤT DỪNG HỆ THỐNG CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU  
chuyển tiếp trong cả ba trường hợp mà chúng ta khảo 
sát. Trong phạm vi bài báo này, chúng tôi chưa tìm 
dạng đóng của giá trị tối ưu, tuy nhiên các kết quả 
đạt được trong bài báo này sẽ là một trong những sở 
cứ quan trọng để chúng tôi tìm tòi và phân tích giá trị 
 tối ưu 
V. KẾT LUẬN 
Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất mô hình 
chuyển tiếp hai chiều giải mã và chuyển tiếp với một 
nút cung cấp năng lượng. Chúng tôi đã phân tích xác 
suất dừng hệ thống ở kênh truyền fading Rayleigh và 
sử dụng mô phỏng Monte Carlo để kiểm chứng tính 
chính xác của phương pháp phân tích đề xuất. Các kết 
quả mô phỏng đã chỉ ra rằng giá trị tối ưu không 
phụ thuộc vào vị trí của PB và R và hiệu năng của hệ 
thống sẽ cải thiện tốt nhất nếu PB được đặt gần nút 
chuyển tiếp. 
LỜI CẢM ƠN 
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Phát triển khoa 
học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) trong đề 
tài mã số 102.04-2014.32 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] A. A. Nasir, Z. Xiangyun, S. Durrani, and R. 
A. Kennedy, "Relaying Protocols for 
Wireless Energy Harvesting and Information 
Processing," Wireless Communications, 
IEEE Transactions on, vol. 12, no. 7, pp. 
3622-3636, 2013. 
[2] N. Zlatanov, R. Schober, and Z. Hadzi-
Velkov, "Asymptotically Optimal Power 
Allocation for Energy Harvesting 
Communication Networks," IEEE 
Transactions on Vehicular Technology, vol. 
PP, no. 99, pp. 1-1, 2017. 
[3] V. D. Nguyen, T. Q. Duong, H. D. Tuan, O. 
S. Shin, and H. V. Poor, "Spectral and 
Energy Efficiencies in Full-Duplex Wireless 
Information and Power Transfer," IEEE 
Transactions on Communications, vol. PP, 
no. 99, pp. 1-1, 2017. 
[4] X. Huang, T. Han, and N. Ansari, "On Green 
Energy Powered Cognitive Radio 
Networks," Communications Surveys & 
Tutorials, IEEE, vol. PP, no. 99, pp. 1-1, 
2015. 
[5] M. Yuyi, L. Yaming, Z. Jun, and K. B. 
Letaief, "Energy harvesting small cell 
networks: feasibility, deployment, and 
operation," Communications Magazine, 
IEEE, vol. 53, no. 6, pp. 94-101, 2015. 
[6] S. A. Raza Zaidi, A. Afzal, M. Hafeez, M. 
Ghogho, D. C. McLernon, and A. Swami, 
"Solar energy empowered 5G cognitive 
metro-cellular networks," Communications 
Magazine, IEEE, vol. 53, no. 7, pp. 70-77, 
2015. 
[7] Y. Zou, J. Zhu, and R. Zhang, "Exploiting 
Network Cooperation in Green Wireless 
Communication," Communications, IEEE 
Transactions on, vol. PP, no. 99, pp. 1-12, 
2013. 
[8] Z. Ding et al., "Application of smart antenna 
technologies in simultaneous wireless 
information and power transfer," 
Communications Magazine, IEEE, vol. 53, 
no. 4, pp. 86-93, 2015. 
[9] I. Krikidis, S. Timotheou, S. Nikolaou, Z. 
Gan, D. W. K. Ng, and R. Schober, 
"Simultaneous wireless information and 
power transfer in modern communication 
systems," Communications Magazine, IEEE, 
vol. 52, no. 11, pp. 104-110, 2014. 
[10] 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, no. 99, pp. 1-1, 2015. 
[11] L. Liu, R. Zhang, and K. C. Chua, "Wireless 
Information and Power Transfer: A Dynamic 
Power Splitting Approach," IEEE 
Transactions on Communications, vol. 61, 
no. 9, pp. 3990-4001, 2013. 
[12] X. Zhou, R. Zhang, and C. K. Ho, "Wireless 
Information and Power Transfer: 
Architecture Design and Rate-Energy 
Tradeoff," Communications, IEEE 
Transactions on, vol. 61, no. 11, pp. 4754-
4767, 2013. 
[13] 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. 
[14] N. Do, V. Bao, and B. An, "Outage 
Performance Analysis of Relay Selection 
Schemes in Wireless Energy Harvesting 
Cooperative Networks over Non-Identical 
Rayleigh Fading Channels," Sensors, vol. 16, 
no. 3, p. 295, 2016. 
[15] N. A. Tuan, V. N. Q. Bao, and L. Q. Cường, 
"A New Derivation Approach for 
Simultaneous Wireless Information and 
Power Transfer for MIMO Dual-Hop Relay 
Networks," Journal of Science and 
Technology on Information and 
Communications, no. 1, pp. 50-56%V 1, 
2017-09-19 2017. 
[16] V. N. Q. Bao and N. A. Tuấn, "Effect of 
imperfect CSI on wirelessly powered 
transfer incremental relaying networks," 
Journal of Science and Technology on 
Information and Communications, no. 3-4, 
pp. 48-57%V 1, 2017-04-11 2017. 
[17] Q. N. Le, N. T. Do, V. N. Q. Bao, and B. An, 
"Full-duplex distributed switch-and-stay 
networks with wireless energy harvesting: 
design and outage analysis," EURASIP 
 SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 34
Nguyễn Anh Tuấn, Trần Thiên Thanh, Võ Nguyễn Quốc Bảo 
Journal on Wireless Communications and 
Networking, journal article vol. 2016, no. 1, 
p. 285, December 15 2016. 
[18] 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, 2018. 
[19] N. T. Do, D. B. da Costa, T. Q. Duong, V. N. 
Q. Bao, and B. 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, 2017. 
[20] N. T. Van, T. N. Do, V. N. Q. Bao, and B. 
An, "Performance Analysis of Wireless 
Energy Harvesting Multihop Cluster-Based 
Networks Over Nakagami- ${m}$ Fading 
Channels," IEEE Access, vol. 6, pp. 3068-
3084, 2018. 
[21] N. P. Le, "Throughput Analysis of Power-
Beacon-Assisted Energy Harvesting 
Wireless Systems Over Non-Identical 
Nakagami- <tex-math 
notation="LaTeX">${m}$ </tex-
math> Fading Channels," 
IEEE Communications Letters, vol. 22, no. 
4, pp. 840-843, 2018. 
[22] C. R. Valenta and G. D. Durgin, "Harvesting 
Wireless Power: Survey of Energy-Harvester 
Conversion Efficiency in Far-Field, Wireless 
Power Transfer Systems," Microwave 
Magazine, IEEE, vol. 15, no. 4, pp. 108-120, 
2014. 
[23] A. Costanzo and D. Masotti, "Smart 
Solutions in Smart Spaces: Getting the Most 
from Far-Field Wireless Power Transfer," 
IEEE Microwave Magazine, vol. 17, no. 5, 
pp. 30-45, 2016. 
[24] Y. Liu, Z. Ding, M. Elkashlan, and H. V. 
Poor, "Cooperative non-orthogonal multiple 
access with simultaneous wireless 
information and power transfer," IEEE 
Journal on Selected Areas in 
Communications, vol. 34, no. 4, pp. 938-953, 
2016. 
[25] B. Rankov and A. Wittneben, "Achievable 
rate regions for the two-way relay channel," 
in Information Theory, 2006 IEEE 
International Symposium on, 2006, pp. 1668-
1672: IEEE. 
[26] P. Popovski and H. Yomo, "Physical 
Network Coding in Two-Way Wireless 
Relay Channels," in Communications, 2007. 
ICC '07. IEEE International Conference on, 
2007, pp. 707-712. 
[27] H. V. Toan and V. N. Q. Bao, "Opportunistic 
relaying for cognitive two-way network with 
multiple primary receivers over Nakagami-m 
fading," in 2016 International Conference on 
Advanced Technologies for Communications 
(ATC), 2016, pp. 141-146. 
[28] H. V. Toan, V. N. Q. Bao, and K. 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, journal 
article vol. 2018, no. 1, p. 53, March 06 
2018. 
[29] T. H. Van, B. Vo-Nguyen, and N.-L. Hung, 
"Cognitive Two-Way Relay Systems with 
Multiple Primary Receivers: Exact and 
Asymptotic Outage Formulation," (in En), 
IET Communications, 2017. 
[30] F. Jameel, S. Wyne, and Z. Ding, "Secure 
Communications in Three-step Two-way 
Energy Harvesting DF Relaying," IEEE 
Communications Letters, vol. PP, no. 99, pp. 
1-1, 2017. 
[31] Z. Zhang, Z. Ma, Z. Ding, M. Xiao, and G. 
Karagiannidis, "Full-Duplex Two-Way and 
One-Way Relaying: Average Rate, Outage 
Probability and Tradeoffs," IEEE 
Transactions on Wireless Communications, 
vol. PP, no. 99, pp. 1-1, 2016. 
[32] Y. Gu, H. Chen, Y. Li, L. Song, and B. 
Vucetic, "Short-Packet Two-Way Amplify-
and-Forward Relaying," IEEE Signal 
Processing Letters, vol. 25, no. 2, pp. 263-
267, 2018. 
[33] J. Zhang, Q. Li, K. J. Kim, Y. Wang, X. Ge, 
and J. Zhang, "On the Performance of Full-
Duplex Two-Way Relay Channels With 
Spatial Modulation," IEEE Transactions on 
Communications, vol. 64, no. 12, pp. 4966-
4982, 2016. 
[34] 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), 2015, no. Jun. , pp. 1970-1975. 
[35] 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 on, 
vol. 63, no. 6, pp. 2081-2093, 2015. 
[36] 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. 
[37] 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. 
[38] R. Boris and W. Armin, "Spectral efficient 
protocols for half-duplex fading relay 
 SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 35
PHÂN TÍCH XÁC SUẤT DỪNG HỆ THỐNG CHUYỂN TIẾP HAI CHIỀU  
channels," Selected Areas in 
Communications, IEEE Journal on, vol. 25, 
no. 2, pp. 379-389, 2007. 
[39] S. Atapattu, J. Yindi, J. Hai, and C. 
Tellambura, "Relay Selection Schemes and 
Performance Analysis Approximations for 
Two-Way Networks," Communications, 
IEEE Transactions on, vol. 61, no. 3, pp. 
987-998, 2013. 
[40] K. Hwang, M. Ju, and M. Alouini, "Outage 
Performance of Opportunistic Two-Way 
Amplify-and-Forward Relaying with 
Outdated Channel State Information," 
Communications, IEEE Transactions on, 
vol. PP, no. 99, pp. 1-10, 2013. 
[41] I. Krikidis, Z. Gan, and B. Ottersten, 
"Harvest-use cooperative networks with 
half/full-duplex relaying," in Wireless 
Communications and Networking 
Conference (WCNC), 2013 IEEE, 2013, pp. 
4256-4260. 
[42] 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%V 3, 2017-12-
31 2017. 
[43] B. Vo Nguyen Quoc and K. Hyung Yun, 
"Error probability performance for multi-hop 
decode-and-forward relaying over Rayleigh 
fading channels," in Advanced 
Communication Technology, 2009. ICACT 
2009. 11th International Conference on, 
2009, vol. 03, pp. 1512-1516. 
[44] I. S. Gradshteyn, I. M. Ryzhik, A. Jeffrey, 
and D. Zwillinger, Table of integrals, series 
and products, 7th ed. Amsterdam ; Boston: 
Elsevier, 2007, pp. xlv, 1171 p. 
[45] M. Abramowitz, I. A. Stegun, and Knovel 
(Firm). (1972). Handbook of mathematical 
functions with formulas, graphs, and 
mathematical tables (10th printing, with 
corrections. ed.). Available: 
ence/AMS55.ASP?Res=200&Page=-1 
EXACT CLOSED-FORM EXPRESSION 
OUTAGE PROBABILITY OF DECODE-AND-
FORWARD TWO-WAY RELAYING SYSTEM 
WITH POWER-BEACON-ASSISTED ENERGY 
HARVESTING 
Abstract: This paper investigates two-way decode-
and-forward relay networks with power beacon 
assisted energy harvesting. All nodes are assumed to 
have limited power supply and harevest energy from 
RF signals to support operation. We propose a new 
derivation approach to obtain the exact close form of 
system outage probability over Rayleigh fading 
channels. Monte Carlo simulations are used to verify 
the corerectness of the analysis results and pointing 
out that the positions of power beacon and relay have 
significant effecton on the system performance. 
Keywords- relaying, two-way relaying, fading 
Rayleigh, energy harvesting, power beacon. 
 Nguyễn Anh Tuấn nhận 
bằng kỹ sư và bằng thạc sĩ tại 
Trường Đại Học Bách Khoa 
Hà Nội năm 2002 và năm 
2006. ThS. Tuấn hiện đang 
công tác tại Cục Tần Số Vô 
Tuyến Điện – Bộ Thông tin 
và Truyền thông và là nghiên 
cứu sinh của Học Viện Công 
Nghệ Bưu Chính Viễn 
Thông. Hướng nghiên cứu 
hiện tại đang quan tâm bao 
gồm: thông tin vô tuyến, quy hoạch tần số, kỹ thuật 
thu thập năng lượng vô tuyến, phân tích hiệu năng 
mạng vô tuyến. 
Trần Thiên Thanh hiện đang là 
giảng viên thuộc Khoa Công 
nghệ Thông tin, trường Đại học 
Giao thông Vận tải HCM, nhận 
bằng Tiến sĩ vào năm 2016 tại 
Trường Đại học Bách Khoa 
HCM. Hướng nghiên cứu tập 
trung vào các kỹ thuật tiên tiến 
cho mạng 5G bao gồm NOMA, thu thập năng lượng 
vô tuyến, bảo mật lớp vật lý. 
Võ Nguyễn Quốc Bảo tốt 
nghiệp Tiến sĩ chuyên 
ngành vô tuyến tại Đại học 
Ulsan, Hàn Quốc vào năm 
2010. Hiện nay, TS. Bảo là 
phó giáo sư của Bộ Môn Vô 
Tuyến, Khoa Viễn Thông 2, 
Học Viện Công Nghệ Bưu 
Chính Viễn Thông Cơ Sở 
Thành Phố Hồ Chí Minh và 
đồng thời là giám đốc của phòng thí nghiệm nghiên 
cứu vô tuyến(WCOMM). TS. Bảo hiện là thành viên 
chủ chốt (senior member) của IEEE và là tổng biên 
tập kỹ thuật của tạp chí REV Journal on Electronics 
and Communication. TS. Bảo đồng thời là biên tập 
viên (editor) của nhiều tạp chí khoa học chuyên ngành 
uy tín trong và ngoài nước, ví dụ: Transactions on 
Emerging Telecommunications Technologies (Wiley 
ETT), VNU Journal of Computer Science and 
Communication Engineering. TS. Bảo đã tham gia tổ 
chức nhiều hội nghị quốc gia và quốc tế, ví dụ: ATC 
(2013, 2014), NAFOSTED-NICS (2014, 2015, 2016), 
REV-ECIT 2015, ComManTel (2014, 2015), và 
SigComTel 2017. Hướng nghiên cứu hiện tại đang 
quan tâm bao gồm: vô tuyến nhận thức, truyền thông 
hợp tác, truyền song công, bảo mật lớp vật lý và thu 
thập năng lượng vô tuyến. 
 SỐ 01 & 02 (CS.01) 2018 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 36