untitle2.m

% Analisis Efisiensi Spektral
% parameter Sistem
K = [10 20 30 40 50]; % Variasi jumlah pengguna
Ns = 500; % jumlah sampel
M_bs = [100 200 300 400 500]; % Variasi jumlah antena relay
N = 1; % Jumlah antena pengguna (single antenna users)
SNR_dB = [-10:5:10]; % Variasi SNR dalam dB
sigma2 = 1; % Variansi noise
tau = 0.8; % Faktor untuk imperfect CSI
num_trials = 100; % Jumlah untuk rata-rata

% Inisialisasi variabel untuk menyimpan efisiensi spektral
SE_ul = zeros(length(M_bs), length(SNR_dB));
SE_dl = zeros(length(M_bs), length(SNR_dB));

% Simulasi untuk setiap jumlah antena di relay dan SNR
for m_idx = 1:length(M_bs)
    M = M_bs(m_idx); % Jumlah antena relay

    for snr_idx = 1:length(SNR_dB)
        % Konversi SNR dari dB ke linear
        SNR = 10^(SNR_dB(snr_idx)/10);

        % Konversi SNR ke skala linear
        P_ul = SNR; % Daya uplink
        P_dl = SNR; % Daya downlink

        % Simulasi untuk rata-rata
        for trial = 1:num_trials
            % Model Kanal Rayleigh Fading (uplink dan downlink)
            H_ul = (randn(M, K(m_idx)) + 1i*randn(M, K(m_idx)))/sqrt(2); % Uplink channel
            H_dl = (randn(K(m_idx), M) + 1i*randn(K(m_idx), M))/sqrt(2); % Downlink channel

            % Imperfect CSI (Noise ditambahkan ke perfect CSI) (Estimasi channel)
            H_ul_imp = tau * H_ul + sqrt(1 - tau^2) * (randn(M, K(m_idx)) + 1i*randn(M, K(m_idx)))/sqrt(2);
            H_dl_imp = tau * H_dl + sqrt(1 - tau^2) * (randn(K(m_idx), M) + 1i*randn(K(m_idx), M))/sqrt(2);

            % Deteksi Uplink dengan MMSE
            W_ul_MMSE = inv(H_ul_imp' * H_ul_imp + (sigma2 / P_ul) * eye(K(m_idx))) * H_ul_imp'; % MMSE Detection
            SINR_ul = diag(W_ul_MMSE * H_ul * H_ul' * W_ul_MMSE') / sigma2; % SINR uplink

            % Precoding Downlink dengan RZF
            alpha = 1 / SNR; % Regularization parameter
            W_dl_RZF = H_dl_imp' * inv(H_dl_imp * H_dl_imp' + alpha * eye(K(m_idx))); % RZF Precoding
            SINR_dl = diag(H_dl * W_dl_RZF * W_dl_RZF' * H_dl') / sigma2; % SINR downlink

            % Perhitungan Efisiensi Spektral
            SE_ul(m_idx, snr_idx) = SE_ul(m_idx, snr_idx) + sum(log2(1 + SINR_ul)) / num_trials;
            SE_dl(m_idx, snr_idx) = SE_dl(m_idx, snr_idx) + sum(log2(1 + SINR_dl)) / num_trials;
        end
    end
end

% Plot Hasil Efisiensi Spektral Uplink
figure;
hold on;
for m_idx = 1:length(M_bs)
    plot(SNR_dB, SE_ul(m_idx, :), 'LineWidth', 2, 'DisplayName', ['M = ' num2str(M_bs(m_idx))]);
end
title('Efisiensi Spektral Uplink vs SNR');
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('Efisiensi Spektral (bps/Hz)');
legend show;
grid on;
hold off;

% Plot Hasil Efisiensi Spektral Downlink
figure;
hold on;
for m_idx = 1:length(M_bs)
    plot(SNR_dB, SE_dl(m_idx, :), 'LineWidth', 2, 'DisplayName', ['M = ' num2str(M_bs(m_idx))]);
end
title('Efisiensi Spektral Downlink vs SNR');
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('Efisiensi Spektral (bps/Hz)');
legend show;
grid on;
hold off;