一、基本概念
1. QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）
QPSK 是一种相位调制技术，通过四种不同的载波相位（如 0°、90°、180°、270°）来表示两个比特的信息。
每个符号携带 2 比特（00, 01, 10, 11）。
发送的是绝对相位，接收端需要相位参考（或载波同步）来解调。
2. DQPSK（Differential Quadrature Phase Shift Keying）
DQPSK 是 QPSK 的差分版本，不直接调制绝对相位，而是通过当前符号与前一个符号相位差来表示数据。
每个符号仍然代表 2 比特。
调制的是相位差值，接收端无需恢复载波相位（非相干解调），只需比较前后符号的相位差。
二、优缺点分析
| 项目 | QPSK | DQPSK |
|---|---|---|
| 解调复杂度 | 较高（需载波同步） | 低（无需载波同步） |
| 误码性能 | 好（因使用绝对相位） | 稍差（误差可能扩散） |
| 同步需求 | 高 | 低 |
| 抗信道频偏性能 | 较差 | 较强 |
| 错误传播 | 无（单符号错） | 有（误差可能影响两符号） |
三、误码率（BER）对比
在理想AWGN信道中，误码率表达如下：
- QPSK:
- DQPSK:
说明：DQPSK 的误码率比 QPSK 高
四、仿真对比
对比 QPSK 与 DQPSK 在 LDPC 编码系统下的链路性能
通过 OFDM 调制、AWGN 信道传输与 LLR 解调，统计在不同 Eb/N0 下的 块错误率（BLER）。
%% ===============================
% LDPC 链路随 SNR 变化的蒙特卡洛仿真
% 2025-07-21
%% ===============================
clc; clear; close all;
%% 链路配置
lenCW = 600; % 编码后比特长度
lenTB = 200; % 信息比特长度
ModOrd = [2 2]; % 对应 QPSK
maxErr = 100; % 每个 SNR 点最少错误帧数（提前停止）
maxFrm = 15000; % 每个 SNR 点最大仿真帧数
OFDMsize = 512;SCNum = 300;
% SNR 列表（dB）
EbN0dB_list = -5:1:5; % 可按需要改
%% 预分配
BLER = zeros(size(EbN0dB_list));
BLER_dqpsk = zeros(size(EbN0dB_list));
%% 主循环
for idxSNR = 1:numel(EbN0dB_list)
EbN0dB = EbN0dB_list(idxSNR);
% snrdB = EbN0dB + 10*log10(2); % 换算为 Es/N0 (QPSK 每符号2比特)
snrdB = EbN0dB ;
noiseVar = 10.^(-EbN0dB/10);
errCnt = 0;errCnt2 = 0;
frmCnt = 0;
while errCnt < maxErr && frmCnt < maxFrm
frmCnt = frmCnt + 1;
% 1. 生成随机信息比特
info_bits = randi([0 1], 1, lenTB);
% 2. LDPC 编码
bits_coded = coding_module(info_bits, 1, lenCW, lenTB, ModOrd, 'LDPC', 0);
bits_coded_dqpsk = coding_module(info_bits, 1, lenCW-2, lenTB, ModOrd, 'LDPC', 0);
% bits_coded = bits_coded.'; % 列向量
% 3. QPSK 调制并功率归一化
% txSym = qammod(bits_coded, 4, 'InputType', 'bit') / sqrt(2);
txSym =modulation_module(bits_coded, 1, lenCW, ModOrd, 0, 1);
txSym_dqpsk =modulation_module(bits_coded_dqpsk, 1, lenCW-2, ModOrd, 0, 0);
TxSignal_beforefft = subcarrier_padding(txSym, OFDMsize, SCNum, 2, 1);
% OFDM调制
TxSignal_timedomain = ofdm_modulation(TxSignal_beforefft);
% 4. AWGN 信道
TxSignal_timedomain = awgn(TxSignal_timedomain, snrdB, 'measured');
TxSignal_fredomain = ofdm_demodulation(TxSignal_timedomain);
rxSym = subcarrier_extraction(TxSignal_fredomain,OFDMsize,SCNum);
TxSignal_beforefft2 = subcarrier_padding(txSym_dqpsk, OFDMsize, SCNum, 2, 1);
% OFDM调制
TxSignal_timedomain2 = ofdm_modulation(TxSignal_beforefft2);
TxSignal_timedomain2 = awgn(TxSignal_timedomain2, snrdB, 'measured');
TxSignal_fredomain2 = ofdm_demodulation(TxSignal_timedomain2);
rxSym_dqpsk = subcarrier_extraction(TxSignal_fredomain2,OFDMsize,SCNum);
rxSym = rxSym.';rxSym_dqpsk = rxSym_dqpsk.';
% rxSym = awgn(txSym, snrdB, 'measured');
% rxSym_dqpsk = awgn(txSym_dqpsk, snrdB, 'measured');
% rxSym = txSym;
% llr = qamdemod(rxSym*sqrt(2), 4, 'OutputType', 'approxllr', ...
% 'UnitAveragePower', true, 'NoiseVariance', noiseVar);
%
noiseVar_list = noiseVar.*ones(1, 300);
% 5. 解调 LLR
llr = softdemodul(rxSym, noiseVar_list, 2, 'Log');
llr_dqpsk = softdemodul(rxSym_dqpsk, noiseVar_list, 1, 'Log');
% 6. LDPC 译码
[crcResult, decoded] = decoding_module(llr, 1, lenCW, lenTB, ModOrd, 'LDPC', 0);
[crcResult_dqpsk, decoded_dqpsk] = decoding_module(llr_dqpsk, 1, lenCW-2, lenTB, ModOrd, 'LDPC', 0);
% 7. 误块判断
if crcResult == 0
errCnt = errCnt + 1;
end
if crcResult_dqpsk == 0
errCnt2 = errCnt2 + 1;
end
% 8. 动态打印
if mod(frmCnt, 1000) == 0 || (errCnt >= maxErr)
fprintf('Eb/N0 = %.1f dB, Frames=%d, Errors=%d, BLER=%.3e\n', ...
EbN0dB, frmCnt, errCnt, errCnt/frmCnt);
end
end
BLER(idxSNR) = errCnt / frmCnt;
BLER_dqpsk(idxSNR) = errCnt2 / frmCnt;
end
%% 绘图
%% 绘图
codeRate = lenTB / lenCW; % 计算码率
figure;
semilogy(EbN0dB_list, BLER, 'b-o', 'LineWidth', 1.5);
hold on;
semilogy(EbN0dB_list, BLER_dqpsk, 'r-o', 'LineWidth', 1.5);
grid on;
xlabel('E_b/N_0 (dB)');
ylabel('BLER');
title(sprintf('LDPC 链路 BLER 曲线（码率 = %.3f）', codeRate));
legend('QPSK', 'DQPSK', 'Location', 'southwest');
ylim([1e-4 1]);
下图给出1/3码率下性能对比：
文档信息
- 本文作者：Ziyue Qi
- 本文链接：https://www.qiziyue.cn/2025/07/21/DQPSK_VS_QPSK/
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