<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMES</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1526-1506</issn>
<issn pub-type="ppub">1526-1492</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">24857</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2023.024857</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Secrecy Outage Probability for Two-Way Integrated Satellite Unmanned Aerial Vehicle Relay Networks with Hardware Impairments</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Secrecy Outage Probability for Two-Way Integrated Satellite Unmanned Aerial Vehicle Relay Networks with Hardware Impairments</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Secrecy Outage Probability for Two-Way Integrated Satellite Unmanned Aerial Vehicle Relay Networks with Hardware Impairments</alt-title>
</title-group>
<contrib-group content-type="authors">
<contrib id="author-1" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Ren</surname><given-names>Xiaoting</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Guo</surname><given-names>Kefeng</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref><email>guokefeng.cool@163.com</email></contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>College of Public Management, China University of Mining and Technology</institution>, <addr-line>Xuzhou, 221116</addr-line>, <country>China</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>School of Space Information, Space Engineering University</institution>, <addr-line>Beijing, 101407</addr-line>, <country>China</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Author: Kefeng Guo. Email: <email>guokefeng.cool@163.com</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub" date-type="pub" iso-8601-date="2022-11-22"><day>22</day>
<month>11</month>
<year>2022</year></pub-date>
<volume>135</volume>
<issue>3</issue>
<fpage>2515</fpage>
<lpage>2530</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>09</day><month>6</month><year>2022</year></date>
<date date-type="accepted"><day>14</day><month>7</month><year>2022</year></date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2023 Ren and Guo</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Ren and Guo</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_CMES_24857.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>In this paper, we investigate the secrecy outage performance for the two-way integrated satellite unmanned aerial vehicle relay networks with hardware impairments. Particularly, the closed-form expression for the secrecy outage probability is obtained. Moreover, to get more information on the secrecy outage probability in a high signal-to-noise regime, the asymptotic analysis along with the secrecy diversity order and secrecy coding gain for the secrecy outage probability are also further obtained, which presents a fast method to evaluate the impact of system parameters and hardware impairments on the considered network. Finally, Monte Carlo simulation results are provided to show the efficiency of the theoretical analysis.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Integrated satellite unmanned aerial vehicle relay networks</kwd>
<kwd>two-way unmanned aerial vehicle relay</kwd>
<kwd>hardware impairments</kwd>
<kwd>secrecy outage probability (SOP)</kwd>
<kwd>asymptotic SOP</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1"><label>1</label><title>Introduction</title>
<p>It is reported that satellite communication (SatCom) is considered to be a wishing way for the sixth generation (6G) and beyond next generation (BNG) wireless communication system for its special characters, such as the wide coverage and particular services [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>]. Owing to similar reasons, it can make up for the shortage of unmanned aerial vehicle (UAV) networks along with the high data transmission and wide coverage. Based on this foundation, to both utilize the advantage of the SatCom and UAV networks, the framework for the integrated satellite UAV relay network (ISUAVRN) appears, which is considered the major part of the future wireless communication networks [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>]. Besides, owing to the transmission beam&#x2019;s wide coverage, many users or relays existed in one beam [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>]. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>], a selection scheme based on the threshold was provided to keep the balance between the system performance and system complexity for the considered network. Furthermore, the outage probability (OP) was studied. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>], one partial selection scheme was utilized to enhance the system performance for the considered networks. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>], the authors studied the OP for the cognitive networks, which combined the satellite and the terrestrial networks. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>], the OP was researched for the considered networks along with the secondary network selection scheme under the cognitive technology. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>], the authors gave a terrestrial and user scheduling scheme based on the maximal performance for the ISUAVRNs in the presence of many terrestrial relays and many users. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>], the ergodic capacity for the ISUAVRNs with a selection scheme and multiple terrestrial relays was researched. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>], the OP was investigated for the ISUAVRNs with multiple users and an opportunistic user scheduling scheme. To enhance the spectrum efficiency and time utilization, a two-way relay technique is proposed for the ISUAVRNs [<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>]. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>], the OP was researched for the ISUAVRNs with hardware impairments (HIs) and the two-way terrestrial relay. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>], the OP was analyzed for the ISUAVRs in the presence of many two-way terrestrial relays and a partial selection scheme. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>], the OP was investigated for the considered ISUAVRNs with multiple terrestrial relays and an opportunistic selection scheme under the non-orthogonal multiple access scenario. However, due to the inherent characters of wireless communications particularly for the SatCom, the secrecy issue has been regarded as the major point for the SatCom [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>]. The physical layer security (PLS) is considered as the hopeful method to investigate the difference between the eavesdroppers&#x2019; and legitimate channels, which is a popular research issue over recent years [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>]. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>], a proposed beamforming (BF) scheme was utilized for the cognitive ISUAVRNs to enhance the secrecy performance. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>], the authors researched the secrecy-energy efficient hybrid BF scheme for the ISUAVRNs. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>], the non-ideal channel state information (CSI) and cognitive technology were both investigated for the secrecy ISUAVRNs along with secrecy performance. In practical systems, all nodes are not often ideal, which means they always suffer the I/Q imbalance, phase noise, and amplifier non-linearities [<xref ref-type="bibr" rid="ref-23">23</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>], which results in the HIs in the transmission nodes. In [<xref ref-type="bibr" rid="ref-26">26</xref>], all the HIs issues are concluded, which leads to a general HIs model, widely utilized for many former works [<xref ref-type="bibr" rid="ref-27">27</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-31">31</xref>]. Above all, to the authors&#x2019; best effort, the investigation for the effects of two-way terrestrial relays on the secrecy ISUAVRNs with HIs is still not published, which motivates our paper.</p>
<p>From the former discussions, by considering the two-way UAV relay and an eavesdropper into our sight, we investigate the secrecy performance for the considered network. The contributions of this paper are presented in the following:
<list list-type="bullet">
<list-item><p>By utilizing the two-way UAV relay and an eavesdropper into consideration, the framework for the secrecy ISUAVRN is founded. Besides, the decode-and-forward (DF) mode is used in the UAV to help the source to transmit the signals. Due to the heavy fading and other obstacle reasons, no direct link is assumed for the legitimate transmission link for the two sources. In addition, all the nodes are assumed to suffer from the HIs.</p></list-item>
<list-item><p>Based on the considered system model, the detailed analysis for the secrecy outage probability (SOP) is obtained, which gives the easy method to investigate the SOP. Besides, these theoretical results can direct the engineering guide.</p></list-item>
<list-item><p>To derive the further results of the system parameters on the SOP for the system, the asymptotic behaviors for the SOP are derived, which provide the secrecy diversity and order secrecy coding gain.</p></list-item>
</list></p>
<p>The remaining of this paper is shown in the following. A detailed illustration for the considered system is given in <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref>. The analysis for the secrecy OP is derived in <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref>. Some computer simulations namely Monte Carlo (MC) results are given in <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref> to show the efficiency of the analytical results. The conclusion of the work is provided in <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref>.</p>
<p><bold>Notations:</bold> <inline-formula id="ieqn-1"><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the absolute value of a complex scalar. <inline-formula id="ieqn-2"><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the expectation operator, <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">B</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the complex Gaussian distribution of a random vector <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">a</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and covariance matrix <inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">B</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represent the cumulative distribution function (CDF) and probability density function (PDF) the of random variable <italic>y</italic>, respectively. The abbreviations are given in <xref ref-type="table" rid="table-1">Table 1</xref>.</p>
<table-wrap id="table-1"><label>Table 1</label><caption><title>Abbreviations</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<tbody>
<tr>
<th align="left">AS</th>
<th align="left">Average shadowing</th>
</tr>
<tr>
<td align="left">AWGN</td>
<td align="left">Additive white Gaussian noise</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">BF</td>
<td align="left">Beamforming</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">BNG</td>
<td align="left">Beyond next generation</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">CDF</td>
<td align="left">Cumulative distribution function</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">CSI</td>
<td align="left">Channel state information</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">DF</td>
<td align="left">Decode-and-forward</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">FHS</td>
<td align="left">Frequency heavy shadowing</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">FSL</td>
<td align="left">Free space loss</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">GEO</td>
<td align="left">Geosynchronous Earth orbit</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">HIs</td>
<td align="left">Hardware impairments</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">i.i.d</td>
<td align="left">Independent and identically distribution</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ILS</td>
<td align="left">Infrequent light shadowing</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">ISUAVRNs</td>
<td align="left">Integrated satellite UAV relay networks</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">LMS</td>
<td align="left">Land mobile satellite</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">LOS</td>
<td align="left">Line of sight</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">MC</td>
<td align="left">Monte Carlo</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">OP</td>
<td align="left">Outage probability</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">PLS</td>
<td align="left">Physical layer security</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">PDF</td>
<td align="left">Probability density function</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">SatCom</td>
<td align="left">Satellite communication</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">SINR</td>
<td align="left">Signal-to-interference-plus-noise ratio</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">SNR</td>
<td align="left">Signal-to-noise ratio</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">SOP</td>
<td align="left">Secrecy outage probability</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">SR</td>
<td align="left">Shadowed-Rician</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">TDMA</td>
<td align="left">Time division multiple access</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">UAV</td>
<td align="left">Unmanned aerial vehicle</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s2"><label>2</label><title>System Model</title>
<p>As plotted in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref>, we consider an ISUAVRN with HIs in this paper, which contains a satellite source <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, one terrestrial user <inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, a two-way UAV <italic>R</italic> and an eavesdropper <italic>E</italic>. The two-way UAV <italic>R</italic> works in DF mode. The whole nodes are considered to have one antenna and suffer from the HIs<xref ref-type="fn" rid="fn1"><sup>1</sup></xref><fn id="fn1"><label>1</label><p>We should know that, during this paper, only one antenna is assumed, however the derived results are still fit for the case with many antennas.</p></fn>. At the same time, an eavesdropper UAV <italic>E</italic><xref ref-type="fn" rid="fn2"><sup>2</sup></xref><fn id="fn2"><label>2</label><p>Although this paper just considers one eavesdropper, the derived results are still fit for the model with multiple eavesdroppers. Besides, the model with multiple eavesdroppers will be investigated in our near future.</p></fn> exist in the similar transmission beam with <italic>R</italic> and wants to overhear the transmission signals from <inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <italic>R</italic>. Due to the high building and the other reasons, no direct transmission link is considered between the <inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, which results in that the signal can only be transmitted by <italic>R</italic><xref ref-type="fn" rid="fn3"><sup>3</sup></xref><fn id="fn3"><label>3</label><p>Owing to some reasons, direct transmission link between two sources is not available.</p></fn>.</p>
<fig id="fig-1"><label>Figure 1</label><caption><title>The system model description</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24857-fig-1.png"/></fig>
<p>It will use two time slots for the whole transmission. During the first time slot, <inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> send its own symbols in the same time slot, i.e., <inline-formula id="ieqn-16"><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> to <italic>R</italic>, respectively. So, the obtained signal at <italic>R</italic> is shown as
<disp-formula id="eqn-1"><label>(1)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the transmitted power of <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the power for the <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. <inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> denotes the channel coefficient for the <inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> transmission link with modeling as the shadowed-Rician (SR) fading. <inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the channel coefficient for the <inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> link with Rayleigh shadowing. As presented before, the transmission nodes suffer from the HIs; <inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote the distortion noise due to HIs at <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, respectively, which are shown as <inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represent the HIs level at the <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-37"><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, respectively [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]. <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the additive white Gaussian noise (AWGN) at <italic>R</italic> with modeling as <inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Since <italic>E</italic> and <italic>R</italic> are located in the same transmission beam, the overhear signal at <italic>E</italic> in the first time slot is shown as
<disp-formula id="eqn-2"><label>(2)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the signal received at <italic>E</italic> from the <italic>p</italic>-th source, <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> denotes the <italic>p</italic>-th source&#x2019;s power, <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the channel fading between the <italic>p</italic>-th source and <italic>E</italic> with SR and Rayleigh fading, respectively. <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the AWGN at <italic>E</italic> with modeling as <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>In the second time slot, owing to the utilized DF protocol, the UAV relay will use some techniques to decode the signals received and then re-transmit the re-encoded signal  to <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, respectively. Since <inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> knows their own signals, and they can know its signals and delete the self-interference, the obtained signal at <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is shown as
<disp-formula id="eqn-3"><label>(3)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the <italic>R</italic>&#x2019;s power, <inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the distortion noise which comes from the HIs with <inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the impairments&#x2019; level at <italic>R</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]. <inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the AWGN at <inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> which has the presentation as <inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x223C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>As the same assumption, <italic>R</italic> and <italic>E</italic> are located in the similar transmission beam. Thus, the obtained signal at <italic>E</italic> in the second time slot is represented as
<disp-formula id="eqn-4"><label>(4)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the channel coefficient between <italic>E</italic> and <italic>R</italic>, which is shown as Rayleigh fading.</p>
<p>By utilizing <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eqs. (1)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref>, the obtained signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) at <italic>R</italic> from the <italic>p</italic>-th source is obtained as
<disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>The derived signal-to-noise ratio (SNR) at <inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is given as
<disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>With the help of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-2">Eqs. (2)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref>, the obtained SNR at <italic>E</italic> is, respectively, obtained as
<disp-formula id="eqn-8"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-9"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>According to [<xref ref-type="bibr" rid="ref-32">32</xref>], the capacity for secrecy performance has the definition which is shown as the difference between the capacity of the legitimate users&#x2019; channel and the eavesdroppers&#x2019; channel. By utilizing <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eqs. (5)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">(9)</xref>, the secrecy capacity for the considered network is represented as
<disp-formula id="eqn-10"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> with <inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x225C;</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s3"><label>3</label><title>Secrecy System Performance</title>
<p>The detailed analysis for the SOP will be obtained in this part. At first, the channel model for the transmission link is presented.</p>
<sec id="s3_1"><label>3.1</label><title>The Channel Model</title>
<sec id="s3_1_1"><label>3.1.1</label><title>The Terrestrial Transmission Link</title>
<p>The channel model for the terrestrial transmission link is modeled as independent and identically distribution (i.i.d) Rayleigh fading. From [<xref ref-type="bibr" rid="ref-33">33</xref>], the PDF and CDF of <inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, are respectively derived as
<disp-formula id="eqn-11"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>and
<disp-formula id="eqn-12"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the average channel gain.</p>
</sec>
<sec id="s3_1_2"><label>3.1.2</label><title>The Satellite Transmission Link</title>
<p>The geosynchronous Earth orbit (GEO) satellite is taken for the analysis. In addition, we also consider the satellite having multiple beams for the considered system model. Particularly, time division multiple access (TDMA) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-34">34</xref>] scheme is utilized in the considered model, which means that only one UAV <italic>R</italic> is suitable to forward the information signal at the next time slot.</p>
<p>The channel coefficient <inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> between the downlink on-board beam satellite and UAV is presented as
<disp-formula id="eqn-13"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the random SR coefficient, <inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the effects of the antenna pattern and free space loss (FSL), which can be re-given by
<disp-formula id="eqn-14"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Re</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the frequency carrier&#x2019;s wavelength, <italic>d</italic> is the length between UAV/eavesdropper and the satellite. <inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mn>35786</mml:mn></mml:math></inline-formula> km represents the antenna gain for UAV/eavesdropper and <inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the satellite&#x2019;s on-board beam gain.</p>
<p>With help of [<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>], <inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be written as
<disp-formula id="eqn-15"><label>(15)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2243;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mover><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2218;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2218;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>32</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>25</mml:mn><mml:mi>log</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2218;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>48</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2218;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mn>48</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2218;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>180</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2218;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the maximum beam gain at the boresight, and <inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the angle of the off-boresight. Recalling <inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, by considering <inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> as the angle between UAV/eavesdropper position and the satellite. In addition, <inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the 3&#x2005;dB angle of satellite beam. The antenna gain can be shown as [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>]
<disp-formula id="eqn-16"><label>(16)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2243;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>36</mml:mn><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> presents the maximal beam gain, <inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2.07123</mml:mn><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:msub><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> denote the 1st-kind bessel function of order 3 and 1, respectively. In order to gain best performance, thus, <inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:msub><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> is set, which leads to <inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Relied on this consideration, we derive <inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> with <inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>Re</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:msqrt><mml:msup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>For <inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, a famous SR model was proposed in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-36">36</xref>], which fits land mobile satellite (LMS) communication [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]. By utilizing [<xref ref-type="bibr" rid="ref-36">36</xref>], the channel coefficient <inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be re-given as <inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mover><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, where the scattering components <inline-formula id="ieqn-94"><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> follows the i.i.d Rayleigh fading distribution while <inline-formula id="ieqn-95"><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the element of line of sight (LOS) component which obeys i.i.d Nakagami-<italic>m</italic> distribution<xref ref-type="fn" rid="fn4"><sup>4</sup></xref><fn id="fn4"><label>4</label><p>It should be mentioned that, the SR channel is a famous channel model [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>], which comes from the practical estimation date [<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">37</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">38</xref>].</p></fn>.</p>
<p>With the help of [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>], the PDF for <inline-formula id="ieqn-96"><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is given by
<disp-formula id="eqn-17"><label>(17)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-97"><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-98"><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-99"><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-100"><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> with <inline-formula id="ieqn-101"><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> regarding as the fading severity parameter with integer being. <inline-formula id="ieqn-102"><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the average power of the multi-path component. <inline-formula id="ieqn-103"><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the LOS component&#x2019;s average power. <inline-formula id="ieqn-104"><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the transmission link&#x2019;s average SNR.</p>
<p>Relied on <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-17">Eq. (17)</xref> and utilizing [<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>], the CDF of <inline-formula id="ieqn-105"><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is re-derived as
<disp-formula id="eqn-18"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="s3_1_3"><label>3.1.3</label><title>Secrecy Outage Probability</title>
<p>From [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>], the SOP defined as
<disp-formula id="eqn-19"><label>(19)</label><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-106"><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula id="ieqn-107"><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> defined as the target threshold.</p>
<p>For <inline-formula id="ieqn-108"><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> transmission link:
<disp-formula id="eqn-20"><label>(20)</label><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>For <inline-formula id="ieqn-109"><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> transmission link:
<disp-formula id="eqn-21"><label>(21)</label><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Firstly, with the help of <inline-formula id="ieqn-110"><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-111"><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be obtained as
<disp-formula id="eqn-22"><label>(22)</label><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>log</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>From <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-22">Eq. (22)</xref>, the first consideration is to obtain the CDF for <inline-formula id="ieqn-112"><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and PDF for <inline-formula id="ieqn-113"><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. The PDF for <inline-formula id="ieqn-114"><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> has been give in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-17">Eq. (17)</xref> with <inline-formula id="ieqn-115"><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi></mml:math></inline-formula>, thus utilizing the <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">Eqs. (8)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-17">(17)</xref>, the PDF for <inline-formula id="ieqn-116"><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be re-written as
<disp-formula id="eqn-23"><label>(23)</label><mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then by utilizing <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eq. (5)</xref>, the CDF for <inline-formula id="ieqn-117"><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is re-written as
<disp-formula id="eqn-24"><label>(24)</label><mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>With the help of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-17">Eq. (17)</xref> with <inline-formula id="ieqn-118"><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-11">Eq. (11)</xref> with <inline-formula id="ieqn-119"><mml:math id="mml-ieqn-119"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:math></inline-formula>, then we can get
<disp-formula id="eqn-25"><label>(25)</label><mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>y</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x23DF;</mml:mo></mml:munder></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:munder><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, after some mathematic steps, <inline-formula id="ieqn-120"><mml:math id="mml-ieqn-120"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is re-given by
<disp-formula id="eqn-26"><label>(26)</label><mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>p</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:munder><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>y</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x23DF;</mml:mo></mml:munder></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:munder><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Next, with the help of [<xref ref-type="bibr" rid="ref-39">39</xref>], <inline-formula id="ieqn-121"><mml:math id="mml-ieqn-121"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be obtained as
<disp-formula id="eqn-27"><label>(27)</label><mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, recalling <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-22">Eq. (22)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-22">Eq. (22)</xref> can be re-written as
<disp-formula id="eqn-28"><label>(28)</label><mml:math id="mml-eqn-28" display="block"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, it should be mentioned that in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-23">Eqs. (23)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-24">(24)</xref>, <italic>y</italic> should be satisfied with the following condition, which is <inline-formula id="ieqn-122"><mml:math id="mml-ieqn-122"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-123"><mml:math id="mml-ieqn-123"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>. Next, by submitting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-23">Eqs. (23)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-24">(24)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-28">Eq. (28)</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-28">Eq. (28)</xref> is rewritten as
<disp-formula id="eqn-29"><label>(29)</label><mml:math id="mml-eqn-29" display="block"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-124"><mml:math id="mml-ieqn-124"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-125"><mml:math id="mml-ieqn-125"><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>However, try the authors&#x2019; best efforts, it is too hard to obtain the closed-form expression of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-29">Eq. (29)</xref>, then by utilizing [<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>] and utilizing the Gaussian-Chebyshev quadrature [<xref ref-type="bibr" rid="ref-40">40</xref>], by inserting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-24">Eqs. (24)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-23">(23)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-29">Eq. (29)</xref>, it can be derived as
<disp-formula id="eqn-30"><label>(30)</label><mml:math id="mml-eqn-30" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x222B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>F</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>p</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-1">
<mml:math id="mml-ueqn-1" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>and <inline-formula id="ieqn-126"><mml:math id="mml-ieqn-126"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> being the number of the terms, <inline-formula id="ieqn-127"><mml:math id="mml-ieqn-127"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the <italic>l</italic>-th zero of Legendre polynomials, <inline-formula id="ieqn-128"><mml:math id="mml-ieqn-128"><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the Gaussian weight, which can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-40">40</xref>].</p>
<p>By utilizing the similar ways, the closed-form expressions for the <inline-formula id="ieqn-129"><mml:math id="mml-ieqn-129"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-130"><mml:math id="mml-ieqn-130"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-131"><mml:math id="mml-ieqn-131"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are respectively obtained as
<disp-formula id="eqn-31"><label>(31)</label><mml:math id="mml-eqn-31" display="block"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03D6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-2">
<mml:math id="mml-ueqn-2" display="block"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>and <inline-formula id="ieqn-132"><mml:math id="mml-ieqn-132"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> being the number of the terms, <inline-formula id="ieqn-133"><mml:math id="mml-ieqn-133"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the <italic>v</italic>-th zero of Legendre polynomials, <inline-formula id="ieqn-134"><mml:math id="mml-ieqn-134"><mml:msub><mml:mi>&#x03D6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the Gaussian weight, which is shown in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-40">40</xref>], and <inline-formula id="ieqn-135"><mml:math id="mml-ieqn-135"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.
<disp-formula id="eqn-32"><label>(32)</label><mml:math id="mml-eqn-32" display="block"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-3">
<mml:math id="mml-ueqn-3" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>and <inline-formula id="ieqn-136"><mml:math id="mml-ieqn-136"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> being the number of the terms, <inline-formula id="ieqn-137"><mml:math id="mml-ieqn-137"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the <inline-formula id="ieqn-138"><mml:math id="mml-ieqn-138"><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>-th zero of Legendre polynomials, <inline-formula id="ieqn-139"><mml:math id="mml-ieqn-139"><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> represents the Gaussian weight, which can be seen in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-40">40</xref>], and <inline-formula id="ieqn-140"><mml:math id="mml-ieqn-140"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.
<disp-formula id="eqn-33"><label>(33)</label><mml:math id="mml-eqn-33" display="block"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-4">
<mml:math id="mml-ueqn-4" display="block"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>and <inline-formula id="ieqn-141"><mml:math id="mml-ieqn-141"><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> being the number of the terms, <inline-formula id="ieqn-142"><mml:math id="mml-ieqn-142"><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represents the <inline-formula id="ieqn-143"><mml:math id="mml-ieqn-143"><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:math></inline-formula>-th zero of Legendre polynomials, <inline-formula id="ieqn-144"><mml:math id="mml-ieqn-144"><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> denotes the Gaussian weight, which has the definition in [<xref ref-type="bibr" rid="ref-40">40</xref>], and <inline-formula id="ieqn-145"><mml:math id="mml-ieqn-145"><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Then, by substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">Eqs. (30)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-33">(33)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-19">Eqs. (19)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">(21)</xref>, respectively. The closed-form expression for the SOP will be obtained, which is omitted here.</p>
</sec>
<sec id="s3_1_4"><label>3.1.4</label><title>Asymptotic SOP</title>
<p>In what follows, the asymptotic behaviors for the SOP is obtained. When <inline-formula id="ieqn-146"><mml:math id="mml-ieqn-146"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-147"><mml:math id="mml-ieqn-147"><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, then utilizing <inline-formula id="ieqn-148"><mml:math id="mml-ieqn-148"><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:munder><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-149"><mml:math id="mml-ieqn-149"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:munder><mml:mo>&#x2248;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">Eqs. (30)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-33">(33)</xref> will be obtained as
<disp-formula id="eqn-34"><label>(34)</label><mml:math id="mml-eqn-34" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover><mml:mo form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>p</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-35"><label>(35)</label><mml:math id="mml-eqn-35" display="block"><mml:mover><mml:mo form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03D6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-36"><label>(36)</label><mml:math id="mml-eqn-36" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover><mml:mo form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>and
<disp-formula id="eqn-37"><label>(37)</label><mml:math id="mml-eqn-37" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover><mml:mo form="prefix">Pr</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then by substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-34">Eqs. (34)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-37">(37)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-19">Eqs. (19)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">(21)</xref>, the asymptotic expression will be derived.</p>
<p>Then from the final asymptotic SOP expression, the secrecy diversity order and secrecy coding gain are respectively derived as
<disp-formula id="eqn-38"><label>(38)</label><mml:math id="mml-eqn-38" display="block"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-39"><label>(39)</label><mml:math id="mml-eqn-39" display="block"><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>p</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03D6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>!</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x2211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>N</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s4"><label>4</label><title>Numerical Results</title>
<p>During this part, some representative MC simulations are provided to prove the efficiency of the theoretical analysis. Through these results, the impacts of channel parameters are evaluated. Without loss of any generality, we set <inline-formula id="ieqn-150"><mml:math id="mml-ieqn-150"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-151"><mml:math id="mml-ieqn-151"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-152"><mml:math id="mml-ieqn-152"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-153"><mml:math id="mml-ieqn-153"><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The system and channel parameters are shown in <xref ref-type="table" rid="table-2">Table 2</xref> [<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>] and <xref ref-type="table" rid="table-3">Table 3</xref> [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>], respectively.</p>
<table-wrap id="table-2"><label>Table 2</label><caption><title>System parameters</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Parameters</th>
<th align="left">Value</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">Satellite orbit</td>
<td align="left">GEO</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Frequency band</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-172"><mml:math id="mml-ieqn-172"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> GHz</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">3&#x2005;dB angle</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-173"><mml:math id="mml-ieqn-173"><mml:msub><mml:mover><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mn>0.8</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi></mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2218;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula></td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Maximal beam gain</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-174"><mml:math id="mml-ieqn-174"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>48</mml:mn></mml:math></inline-formula> dB</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">The antenna gain</td>
<td align="left"><inline-formula id="ieqn-175"><mml:math id="mml-ieqn-175"><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula> dB</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap><table-wrap id="table-3"><label>Table 3</label><caption><title>Channel parameters</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th align="left">Shadowing</th>
<th align="left"><inline-formula id="ieqn-176"><mml:math id="mml-ieqn-176"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></th>
<th align="left"><inline-formula id="ieqn-177"><mml:math id="mml-ieqn-177"><mml:msub><mml:mi>b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></th>
<th align="left"><inline-formula id="ieqn-178"><mml:math id="mml-ieqn-178"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">Frequent heavy shadowing (FHS)</td>
<td align="left">1</td>
<td align="left">0.063</td>
<td align="left">0.0007</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Average shadowing (AS)</td>
<td align="left">5</td>
<td align="left">0.251</td>
<td align="left">0.279</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">Infrequent light shadowing (ILS)</td>
<td align="left">10</td>
<td align="left">0.158</td>
<td align="left">1.29</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref> examines the SOP <italic>vs.</italic> <inline-formula id="ieqn-154"><mml:math id="mml-ieqn-154"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for different shadow fading and impairments&#x2019; level with <inline-formula id="ieqn-155"><mml:math id="mml-ieqn-155"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> &#x003D;&#x2009;0 dB and <inline-formula id="ieqn-156"><mml:math id="mml-ieqn-156"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0 dB. From <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>, firstly, we can derive that the simulation results are tight across the theoretical analysis, which verify our analysis. In addition, in high SNR regime, the asymptotic results are nearly the same as the simulation results, which show the rightness of the analysis. Moreover, in this figure, it is very interesting that we find the SOP for AS scenario is lower than that of FHS, for the reason that when the channel suffers light fading, the system will have a better system performance. However, we find that the SOP for ILS scenario is the worst, which results in that when&#x00A0;the channel is under ILS shadowing, the channel quality for eavesdropper is the best. In ILS scenario, the impact of channel quality on eavesdroppers is superior to that of legitimate users; thus the SOP is the highest. Finally, the lower hardware impairments&#x2019; level leads to a lower SOP.</p>
<fig id="fig-2"><label>Figure 2</label><caption><title>SOP <italic>vs.</italic> <inline-formula id="ieqn-164"><mml:math id="mml-ieqn-164"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for different shadow fading and impairments&#x2019; level with <inline-formula id="ieqn-165"><mml:math id="mml-ieqn-165"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0 dB and <inline-formula id="ieqn-166"><mml:math id="mml-ieqn-166"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0 dB</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24857-fig-2.png"/></fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref> represents the SOP <italic>vs.</italic> <inline-formula id="ieqn-157"><mml:math id="mml-ieqn-157"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for different <inline-formula id="ieqn-158"><mml:math id="mml-ieqn-158"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and impairments&#x2019; level under AS scenario. From this figure, we can find that the SOP with lower <inline-formula id="ieqn-159"><mml:math id="mml-ieqn-159"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> will lead to a lower SOP for the quality of the eavesdroppers gets better. For the reason that a more powerful eavesdropper will derive this phenomenon.</p>
<fig id="fig-3"><label>Figure 3</label><caption><title>SOP <italic>vs.</italic> <inline-formula id="ieqn-167"><mml:math id="mml-ieqn-167"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for different <inline-formula id="ieqn-168"><mml:math id="mml-ieqn-168"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and impairments&#x2019; level with <inline-formula id="ieqn-169"><mml:math id="mml-ieqn-169"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> &#x003D; 0 dB under AS scenario</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24857-fig-3.png"/></fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref> plots the SOP <italic>vs.</italic> <inline-formula id="ieqn-160"><mml:math id="mml-ieqn-160"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> for different <inline-formula id="ieqn-161"><mml:math id="mml-ieqn-161"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and impairments&#x2019; level under AS scenario. It can be derived that, the SOP will be always 1, which means the system is in outage state all the time when the threshold grows to the special value. It can be also seen that this value just has the relationship with the HIs level. In addition, we find that a lower HIs level will bring a larger value. At last, it can be derived that the value for <inline-formula id="ieqn-162"><mml:math id="mml-ieqn-162"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> has no impact on this value.</p>
<fig id="fig-4"><label>Figure 4</label><caption><title>SOP <italic>vs.</italic> <inline-formula id="ieqn-170"><mml:math id="mml-ieqn-170"><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> for different <inline-formula id="ieqn-171"><mml:math id="mml-ieqn-171"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and impairments&#x2019; level under AS scenario</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24857-fig-4.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s5"><label>5</label><title>Conclusions</title>
<p>This paper investigated the SOP for an integrated satellite UAV relay network with HIs. Especially, the closed-form and asymptotic behaviors for the SOP were derived. Firstly, it was derived that the SOP would have worse performance with threshold being larger; Secondly, it was found that the SOP would be larger with a larger <inline-formula id="ieqn-163"><mml:math id="mml-ieqn-163"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>; Thirdly, it was seen that the HIs&#x2019; level had a great impact on the SOP. A larger impairments&#x2019; level brought a larger SOP; Finally, the channel fading also influenced the SOP.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack>
<p>The authors wish to express their appreciation to the reviewers for their helpful suggestions which greatly improved the presentation of this paper.</p>
</ack>
<fn-group>
<fn fn-type="other"><p><bold>Funding Statement:</bold> This work is supported by the Natural Science Foundation of China under Grant No. 62001517.</p></fn>
<fn fn-type="conflict"><p><bold>Conflicts of Interest:</bold> The authors declare that they have no conflicts of interest to report regarding the present study.</p></fn>
</fn-group>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1"><label>1.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fei</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhou</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Physical layer security in space information networks: A survery</article-title>. <source>IEEE Internet of Things Journal</source><italic>,</italic> <volume>69</volume><issue>(5)</issue><italic>,</italic> <fpage>33</fpage>&#x2013;<lpage>52</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JIOT.6488907</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>2.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname>, <given-names>W. P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>J. B.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>On the performance of LMS communication with hardware impairments and interference</article-title>. <source>IEEE Transactions on Communications</source><italic>,</italic> <volume>67</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>1490</fpage>&#x2013;<lpage>1505</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCOMM.2018.2878848</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>3.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Dong</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>NOMA-Based cognitive satellite terrestrial relay networks: Secrecy performance under channel estimation errors and hardware impairments</article-title>. <source>IEEE Internet of Things Journal</source><italic>,</italic> <volume>9</volume><issue>(18)</issue><italic>,</italic> <fpage>17334</fpage>&#x2013;<lpage>17347</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JIOT.2022.3157673</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>4.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>R.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>NOMA-Based overlay cognitive integrated satellite-terrestrial networks with secondary networks selection</article-title>. <source>IEEE Transactions on Vehicular Technology</source><italic>,</italic> <volume>71</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>2187</fpage>&#x2013;<lpage>2192</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2021.3122029</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>5.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>On the performance of RIS-assisted integrated satellite-UAV-terrestrial networks with hardware impairments and interference</article-title>. <source>IEEE Wireless Communications Letters</source><italic>,</italic> <volume>11</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>131</fpage>&#x2013;<lpage>135</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/LWC.2021.3122189</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>6.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Kodheli</surname>, <given-names>O.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lagunas</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Maturo</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sharma</surname>, <given-names>S. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Shankar</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Satellite communications in the new space era: A survey and future challenges</article-title>. <source>IEEE Communications Surveys Tutorials</source><italic>,</italic> <volume>23</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>70</fpage>&#x2013;<lpage>109</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/COMST.9739</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>7.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>J. B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Performance analysis of hybrid satellite-terrestrial cooperative networks with relay selection</article-title>. <source>IEEE Transactions on Vehicular Technology</source><italic>,</italic> <volume>69</volume><issue>(8)</issue><italic>,</italic> <fpage>9053</fpage>&#x2013;<lpage>9067</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.25</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>8.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>On the performance of the uplink satellite multi-terrestrial relay networks with hardware impairments and interference</article-title>. <source>IEEE Systems Journal</source><italic>,</italic> <volume>13</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>2297</fpage>&#x2013;<lpage>2308</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JSYST.4267003</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>9.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname>, <given-names>W. P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zheng</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Outage performance of cognitive hybrid satellite-terrestrial networks with interference constraint</article-title>. <source>IEEE Transactions on Vehicular Technology</source><italic>,</italic> <volume>65</volume><issue>(11)</issue><italic>,</italic> <fpage>9397</fpage>&#x2013;<lpage>9404</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2016.2519893</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>10.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sharma</surname>, <given-names>P. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Upabhat</surname>, <given-names>P. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>da Costa</surname>, <given-names>D. B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bithas</surname>, <given-names>P. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kanatas</surname>, <given-names>A. G.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Performance analysis of overlay spectrum sharing in hybrid satellite-terrestrial systems with secondary network selection</article-title>. <source>IEEE Transactions on Wireless Communications</source><italic>,</italic> <volume>16</volume><issue>(10)</issue><italic>,</italic> <fpage>6586</fpage>&#x2013;<lpage>6601</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TWC.2017.2725950</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>11.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Upadhyay</surname>, <given-names>P. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sharma</surname>, <given-names>P. K.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Max-max user-relay selection scheme in multiuser and multirelay hybrid satellite-terrestrial relay systems</article-title>. <source>IEEE Communications Letters</source><italic>,</italic> <volume>20</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>268</fpage>&#x2013;<lpage>271</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/LCOMM.2015.2502599</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>12.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhao</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xie</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Ergodic channel capacity analysis of downlink in the hybrid satellite-terrestrial cooperative system</article-title>. <source>Wireless Personal Communications</source><italic>,</italic> <volume>96</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>3799</fpage>&#x2013;<lpage>3815</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11277-017-4207-2</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>13.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liang</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>On the performance of multiuser hybrid satellite-terrestrial relay networks with opportunistic scheduling</article-title>. <source>IEEE Communications Letters</source><italic>,</italic> <volume>19</volume><issue>(10)</issue><italic>,</italic> <fpage>1722</fpage>&#x2013;<lpage>1725</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/LCOMM.2015.2466535</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>14.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Tang</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>On the performance of two-way multiple relay non-orthogonal multiple access based networks with hardware impairments</article-title>. <source>IEEE Access</source><italic>,</italic> <volume>7</volume><italic>,</italic> <fpage>128896</fpage>&#x2013;<lpage>128909</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/Access.6287639</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>15.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Performance analysis of two-way satellite terrestrial relay networks with hardware impairments</article-title>. <source>IEEE Wireless Communications Letters</source><italic>,</italic> <volume>6</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>430</fpage>&#x2013;<lpage>433</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/LWC.2017.2700797</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>16.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zeng</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ng</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ai</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhong</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Two-way hybrid terrestrial-satellite relaying systems: Performance analysis and relay selection</article-title>. <source>IEEE Transactions on Vehicular Technology</source><italic>,</italic> <volume>68</volume><issue>(7)</issue><italic>,</italic> <fpage>7011</fpage>&#x2013;<lpage>7023</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2019.2916992</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>17.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Performance analysis of two-way satellite multi-terrestrial relay networks with hardware impairments</article-title>. <source>Sensors</source><italic>,</italic> <volume>18</volume><issue>(5)</issue><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>19</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s18051574</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>18.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tang</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Physical layer security for multiuser satellite communication systems with threshold-based scheduling scheme</article-title>. <source>IEEE Transactions on Vehicular Technology</source><italic>,</italic> <volume>69</volume><issue>(5)</issue><italic>,</italic> <fpage>5129</fpage>&#x2013;<lpage>5141</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2020.2979496</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>19.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fei</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhou</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wong</surname>, <given-names>K. K.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Robust chance-constrained secure transmission for cognitive satellite-terrestrial networks</article-title>. <source>IEEE Transactions on Vehicular Technology</source><italic>,</italic> <volume>67</volume><issue>(5)</issue><italic>,</italic> <fpage>4208</fpage>&#x2013;<lpage>4219</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2018.2791859</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>20.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fei</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Resource allocations for secure cognitive satellite-terrestrial networks</article-title>. <source>IEEE Wireless Communications Letters</source><italic>,</italic> <volume>7</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>78</fpage>&#x2013;<lpage>81</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/LWC.2017.2755014</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>21.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Champagne</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname>, <given-names>W. P.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Naofal</surname>, <given-names>A. D.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Secrecy-energy efficient hybrid beamforming for satellite-terrestrial integrated networks</article-title>. <source>IEEE Transactions on Communications</source><italic>,</italic> <volume>69</volume><issue>(9)</issue><italic>,</italic> <fpage>6345</fpage>&#x2013;<lpage>6360</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCOMM.2021.3088898</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>22.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ouyang</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname>, <given-names>W. P.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Secure transmission in cognitive satellite terrstrial networks</article-title>. <source>IEEE Journal on Selected Areas in Communications</source><italic>,</italic> <volume>34</volume><issue>(11)</issue><italic>,</italic> <fpage>3025</fpage>&#x2013;<lpage>3037</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JSAC.2016.2615261</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-23"><label>23.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Menon</surname>, <given-names>V. B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Paul</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>I/Q imbalance aware nonlinear wireless-powered relaying of B5G networks: Security and reliability analysis</article-title>. <source>IEEE Transactions Network Science and Engineering</source><italic>,</italic> <volume>8</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>2995</fpage>&#x2013;<lpage>3008</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TNSE.2020.3020950</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-24"><label>24.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zheng</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Alshehri</surname>, <given-names>M. D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hai</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Balasubramanian</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Cognitive AmBC-NOMA IoV-MTS networks with IQI: Reliability and security analysis</article-title>. <source>IEEE Transactions Intelligent Transportation Systems</source>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TITS.2021.3113995</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-25"><label>25.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ding</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nallanathan</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Residual transceiver hardware impairments on cooperative NOMA networks</article-title>. <source>IEEE Transactions on Wireless Communications</source><italic>,</italic> <volume>19</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>680</fpage>&#x2013;<lpage>695</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TWC.7693</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-26"><label>26.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Bjornson</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Matthaiou</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Debbah</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>A new look at dual-hop relaying: Performance limits with hardware impairments</article-title>. <source>IEEE Transactions on Communications</source><italic>,</italic> <volume>61</volume><issue>(11)</issue><italic>,</italic> <fpage>4512</fpage>&#x2013;<lpage>4525</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCOMM.2013.100913.130282</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-27"><label>27.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Dai</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bjornson</surname>, <given-names>E.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Achievable rate of rician large-scale MIMO channels with transceiver hardware impairments</article-title>. <source>IEEE Transactions on Vehicular Technology</source><italic>,</italic> <volume>65</volume><issue>(10)</issue><italic>,</italic> <fpage>8800</fpage>&#x2013;<lpage>8806</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2015.2504428</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-28"><label>28.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Budimir</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Neskovic</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cabarkapa</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Hardware impairments impact on fixed-gain AF relaying performance in Nakagami-<italic>m</italic> fading</article-title>. <source>Electronics Letters</source><italic>,</italic> <volume>52</volume><issue>(2)</issue><italic>,</italic> <fpage>121</fpage>&#x2013;<lpage>122</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1049/el.2015.3378</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-29"><label>29.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Duy</surname>, <given-names>T. T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Duong</surname>, <given-names>T. Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>da Costa</surname>, <given-names>D. B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Bao</surname>, <given-names>V. N. Q.</given-names></string-name>, Elkashlan, M.</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Proactive relay selection with joint impact of hardware impairments and co-channel interference</article-title>. <source>IEEE Transactions on Communications</source><italic>,</italic> <volume>63</volume><issue>(5)</issue><italic>,</italic> <fpage>1594</fpage>&#x2013;<lpage>1606</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCOMM.2015.2396517</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-30"><label>30.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Deng</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Residual transceiver hardware impairments on cooperative NOMA networks</article-title>. <source>IEEE Systems Journal</source><italic>,</italic> <volume>19</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>680</fpage>&#x2013;<lpage>695</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-31"><label>31.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zeng</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mumtaz</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Menon</surname>, <given-names>V. G.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Hardware impaired ambient backscatter NOMA system: Reliability and security</article-title>. <source>IEEE Transactions on Communications</source><italic>,</italic> <volume>69</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>2723</fpage>&#x2013;<lpage>2736</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCOMM.2021.3050503</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-32"><label>32.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ouyang</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname>, <given-names>W. P.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Secrecy performance of satellite wiretap channels with multi-user opportunistic scheduling</article-title>. <source>IEEE Wireless Communications Letters</source><italic>,</italic> <volume>7</volume><issue>(6)</issue><italic>,</italic> <fpage>1054</fpage>&#x2013;<lpage>1057</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/LWC.2018.2859385</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-33"><label>33.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Physical layer security for hybrid satellite terrestrial relay networks with joint relay selection and user scheduling</article-title>. <source>IEEE Access</source><italic>,</italic> <volume>6</volume><italic>,</italic> <fpage>55815</fpage>&#x2013;<lpage>55827</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2018.2872718</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-34"><label>34.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Arnau</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Christopoulos</surname>, <given-names>D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chatzinotas</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mosquera</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ottersten</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name></person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Performance of the multibeam satellite return link with correlated rain attenuation</article-title>. <source>IEEE Transactions on Wireless Communications</source><italic>,</italic> <volume>13</volume><issue>(11)</issue><italic>,</italic> <fpage>6286</fpage>&#x2013;<lpage>6299</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TWC.2014.2329682</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-35"><label>35.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>An</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhou</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Theodoros</surname>, <given-names>A. T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zheng</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>On the secrecy performance of NOMA-based integrated satellite multipleterrestrial relay networks with hardware impairments</article-title>. <source>IEEE Transactions on Vehicular Technology</source><italic>,</italic> <volume>70</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>3661</fpage>&#x2013;<lpage>3676</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2021.3068062</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-36"><label>36.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Abdi</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lau</surname>, <given-names>W. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Alouini</surname>, <given-names>M. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kaveh</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2003</year>). <article-title>A new simple model for land mobile satellite channels: First-and second-order statistics</article-title>. <source>IEEE Transactions on Wireless Communications</source><italic>,</italic> <volume>2</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>519</fpage>&#x2013;<lpage>528</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TWC.2003.811182</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-37"><label>37.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Loo</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name></person-group> (<year>1985</year>). <article-title>A statistical model for a land mobile satellite link</article-title>. <source>IEEE Transactions on Vehicular Technology</source><italic>,</italic> <volume>34(3)</volume><italic>,</italic> <fpage>122</fpage>&#x2013;<lpage>127</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-38"><label>38.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Loo</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Butterworth</surname>, <given-names>J. S.</given-names></string-name></person-group> (<year>1988</year>). <article-title>Land mobile satellite channel measurements and modeling</article-title>. <source>Proceeding of the IEEE</source><italic>,</italic> <volume>86</volume><italic>,</italic> <fpage>1442</fpage>&#x2013;<lpage>1463</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-39"><label>39.</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Gradshteyn</surname>, <given-names>I. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ryzhik</surname>, <given-names>I. M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2007</year>). <source>Table of integrals, series and products</source>. <publisher-loc>Boston, USA</publisher-loc>: <publisher-name>Academic Press</publisher-name>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-40"><label>40.</label><mixed-citation publication-type="book"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Abramowitz</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Stegun</surname>, <given-names>I. A.</given-names></string-name></person-group> (<year>1972</year>). <source>Handbook of mathematical functions with formulas, graphs, and mathematical tables</source>. <publisher-loc>Florida, USA</publisher-loc>: <publisher-name>CRC Press</publisher-name>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
</back>
</article>






