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安装QuaDriga

要在MATLAB中安装QuaDRiGa，按照以下步骤操作：

1. 下载QuaDRiGa：首先，您需要从GitHub的QuaDRiGa官方仓库下载QuaDRiGa软件。可以通过搜索QuaDRiGa的GitHub页面或其官方网站来找到下载链接。

2. 解压文件：下载后，将文件解压到您希望存放的目录。

3. 设置MATLAB路径：打开MATLAB，使用addpath函数将包含QuaDRiGa文件的目录添加到MATLAB的路径中。例如：

   addpath('C:\路径\到\QuaDRiGa文件夹');

4. 运行安装脚本：在MATLAB命令窗口中，运行QuaDRiGa的安装脚本。通常这可以通过运行一个特定的.m文件来完成，比如：

   run('setup_quadriga.m');

5. 验证安装：安装完成后，您可以通过调用QuaDRiGa的一些基本函数来检查它是否正确安装并能够运行。

QuaDriga仿真的基本步骤说明

要完成基本的信道模型配置，你通常需要执行以下步骤：

1. 初始化仿真环境：

在 MATLAB 中，先初始化仿真环境。确保QuaDRiGa工具包已被正确安装，并添加到MATLAB的路径中。

2. 创建模拟场景：

创建一个仿真场景，定义模拟的环境类型（如城市宏观、城市微观、室内外等）。

3. 定义发送端和接收端：

定义发送端（基站）和接收端（用户设备）的参数，包括它们的位置、天线配置、功率和其他特性。

4. 设置频率和带宽：

设置仿真的频率和带宽。这通常取决于您想要模拟的通信系统。

5. 配置信道模型：

根据场景选择合适的信道模型。QuaDRiGa提供了多种预定义的信道模型，这些模型基于实测数据或标准文档。

6. 运行仿真：

运行仿真以生成信道系数。这将创建一个信道对象，包含多径组成和信道特性。

下面将基于3GPP UMa 场景的信道，介绍具体的信道配置过程。

仿真参数(qd_simulation_parameters)

中心频率fc=3.5GHzf_c=3.5GHzfc​=3.5GHz

采样频率为1.2(单移动场景的参考值，基站固定位置)

小区半径为200m

fc=3.5e9;numV=4;numH=16;nBSant=numV*numH;%分布半径R=200;s=qd_simulation_parameters;s.center_frequency=fc;s.sample_density=1.2;s.use_3GPP_baseline=1;

对单小区的多用户下行场景信道容量进行仿真

天线设置（qd_arrayant）

基站使用3GPP-3D天线阵面，垂直方向4个辐射单元，水平方向16个辐射单元，总共64根发送天线，设置为双极化模式(±45°线极化)，天线间距为半波长

用户侧每个用户使用全极化的单根天线作为接收天线

%设置BS和UE的天线类型aBS=qd_arrayant.generate('3gpp-3d',numV,numH,fc,3,[],d);aUE=qd_arrayant('omni');aUE.center_frequency=fc;

仿真布局设置(qd_layout)

使用上述仿真参数s(qd_simulation_parameters类)来初始化仿真布局

设置发送基站数和接收用户数

l=qd_layout(s);l.no_tx=1;l.no_rx=nUE;

设置基站位置和发送天线(aBS)

l.tx_position=[0;0;25];l.tx_array=aBS;

设置随机的用户(UE)位置和接收天线(aUE)

用户的2D位置均匀分布在方位角为[-60°，60°]，半径为200m的扇形区域内

fori=1:nUE ueRelPosition=[R*sqrt(rand);(rand-0.5)*120;0];%极坐标均匀分布表示%极坐标转化为直角坐标[xPos,yPos,zPos]=sph2cart(deg2rad(ueRelPosition(2)),deg2rad(ueRelPosition(3)),...ueRelPosition(1));l.rx_position(:,i)=[xPos,yPos,zPos];l.rx_array(1,i)=aUE;end

下面对用户的高度进行设定，假定室外用户的高度为1.5m，室内用户随机分布在楼高为4-8层(12-24m)的任意楼层中，并设置传播场景为3GPP 38.901 UMa NLOS，80%的用户在室内。

floor=randi(5,1,l.no_rx)+3;forn=1:l.no_rxfloor(n)=randi(floor(n));endl.rx_position(3,:)=3*(floor-1)+1.5;%室内高度，楼层高度加上人高度indoor_rx=l.set_scenario('3GPP_38.901_UMa',[],[],0.8);% 设置仿真场景，80%用户在室内l.rx_position(3,~indoor_rx)=1.5;%室外高度，人高度为1.5m

对仿真布局进行可视化操作

l.visualize([],[],0);view(-45,30)

从2D俯视图中可以看出，用户分为两种类型，一种是3GPP_38.901_UMa_NLOS，另一种是3GPP_38.901_UMa_NLOS_O2I，分别代表室外和室内用户。

下面是仿真布局的3D图

生成qd_builder

使用仿真布局初始化qd_builder，并且设置路径损耗模型为WinnerPlusPathloss，生成LSF和SSF等各种参数

cb=l.init_builder;cb.gen_parameters;%winner_nlos大尺度参数，包含室内和室外pathloss_para_indoor=struct('model','winner_nlos','A1',44.9,'Ah1',-6.55,'B1',53.78,'C1',1.06,...'D1',1.06,'E1',0,'F1',-0.8,'A2',44.9,'Ah2',-6.55,'B2',52.32,'C2',9.77,'D2',5.83,'E2',0,'F2',-0.8,...'A3',44.9,'Ah3',-6.55,'B3',55.92,'C3',-2.2,'D3',5.83,'E3',0,'F3',-0.8);pathloss_para_outdoor=struct('model','winner_nlos','A1',44.9,'Ah1',-6.55,'B1',16.33,'C1',26.16,...'D1',5.83,'E1',0,'F1',0,'A2',44.9,'Ah2',-6.55,'B2',14.78,'C2',34.97,'D2',5.83,'E2',0,'F2',0,...'A3',44.9,'Ah3',-6.55,'B3',18.38,'C3',23,'D3',5.83,'E3',0,'F3',0);cb(1,1).plpar=pathloss_para_indoor;cb(2,1).plpar=pathloss_para_outdoor;

从qd_builder生成信道系数

h=cb.get_channels;

这时得到的信道h是一个1×100的矩阵，每个元素是一个qd_channel对象，对应与100个用户的信道，每个用户的信道(qd_channel)如下图所示

h(1,1).coeff;

其中的coeff是该用户信道的CSI，为1×128×17的矩阵，分别表示1个接收天线、128个发送天线和17条路径。
除了得到多径的信道矩阵之外，我们还可以使用qd_channel类的fr方法，将信道变换到频域并返回频率响应，例如我们对h(1,1)进行频率变换

h(1,1).fr(bandwidth,no_carrier);

输入的参数为带宽数和子载波数目，输出得到信道的频率响应矩阵

信道容量仿真

从上述生成的信道出发，对下行多用户的ZF接收信道容量进行仿真，设置基站的发送总功率为240w，带宽为100MHz，接收端100个用户固定不变，对每个用户均匀功率分配，热噪声功率谱为**-174dBmW/Hz**，每个单用户的发送信噪比为127.8dB,

对半波长间隔天线面的基站的下行信道计算遍历信道容量，结果是558.1559bit/s/Hz；过采样后天线间隔为1/4波长，用户不变，计算遍历信道容量，结果是842.0352bit/s/Hz，信道容量的提升大约为1.51(151%)

注：此处未对信道矩阵H做归一化，存在着一定的阵列增益

计算每个用户的接受信噪比，半波长间隔时，接收信噪比范围为[-0.5dB,55dB]；过采样后天线间隔为1/4波长时，接收信噪比范围为[0.59dB,63dB]