再版序
Simon Haykin所著的Communication Systems, Fourth Edition自2001年出版以來受到普遍好評，國際範圍內眾多高等院校將其作為本科生或研究生教材。我們於2003年接受電子工業出版社之約所譯的版本，亦受我國師生青睞，很多學校或選為教材，或選為雙語教學參考書。電子工業出版社也出版了這本書的英文影印版，被我國多所大學選為雙語教學教材。可以說，本書的翻譯版和影印版對於推進我國信息與通信工程及其相關學科的教學改革、提高教學質量均起到了積極作用。
在譯文出版發行後的十多年裡，閱讀過本書的通信業同行和學生們給出了不少很有教益的反饋意見，所指出的譯文疏漏之處，已在每次印刷時予以更正。這次付印的版本，在排版形式上進行了優化，並對每章所包含的“注釋與參考”一節根據句意進行了敘述上的大幅修改，也對少數沒能體現原文語言風格及疏漏之處進行了重譯。出版社馬嵐編輯字斟句酌地與審校者反復溝通討論，我們力圖奉獻一個更忠於原文的譯本給老師、同學及廣大讀者，以期能對諸如“通信原理”“數字通信”“通信繫統”“通信繫統工程”等學位課或學科主干課的課程建設有所幫助，對提高教學質量有所裨益。
由於譯審者水平所限，這次再版的譯文難免仍有不妥之處，殷切期望使用本書的同仁和廣大讀者不吝指正。
瀋連豐 2018年8月 於東南大學移動通信國家重點實驗室
本書對通信繫統的基礎理論和關鍵環節進行了深入分析，力圖讓學生在討論中領會通信的精髓。
本書特點：
1. 演示通信理論主要內容的MATLAB實驗。
2. 新興數字技術的延伸，如數字用戶線（DSL）、無載波幅度/相位調制（CAP）及離散多音（DMT）等。
3. 數十個將理論與實際通信繫統相結合的實例。
4. 通過精心組織，繫統地指導學生學習從脈衝調制到帶通數據傳輸、從隨機過程到差錯控制編碼等知識。
5. 全書以深入淺出的語言向學生傳授了深奧的概念。
前言
電子工程教育在過去的20年裡發生了一些根本性的變化，預計這種情況仍將繼續下去。現在的電子工程專業的本科教學計劃包括下面兩門基礎課程：
● 信號與繫統。這門課講述信號和繫統的連續時間和離散時間形式，對傅裡葉變換的不同形式、拉普拉斯變換和z變換進行了詳細講述。通常，這門課還包括對通信繫統的初步論述。
● 概率論和隨機過程。這門課先使學生對離散和連續的隨機變量有一個直觀的理解，然後介紹了隨機過程的概念及性質。通常，在這兩門預備課程之後會引入關於通信繫統的高級課程。
本書的第四版就是在這種背景下並以此為主要目的寫成的。簡而言之，本書所提供的對通信繫統的論述內容，適用於一到兩個學期的本科高年級課程。本書的重點在於通信理論及其應用的統計學基礎。
本書注重邏輯性並配有大量例題加以說明，其目的就是通過討論幫助學生直觀地掌握理論知識。除了“背景與預覽”這一章，其他每章的結尾都附有大量的習題，這些習題不僅能夠幫助學生測試他們對本章所涵蓋內容的理解程度，同時也能促使他們拓展對這些內容的思考。每章均有注釋與參考，為進一步閱讀提供了建議。不影響連貫性而可以繞開的章節由腳注加以標識。
本書的一個特色就是包含8個基於MATLAB的計算機實驗。這組實驗構成了“軟件實驗室”的基礎，每一個實驗均設計了用來擴充相關章節知識的內容。更為重要的是，這些實驗開發了MATLAB獨特的教育功能。
“背景與預覽”這一章提供了預備內容和激發學習興趣的材料，為在接下來的10章中全面論述通信繫統做了鋪墊。這些章節的內容是按以下順序組織的。
第1章詳細講述了隨機過程，重點是隨機過程的部分性質（如二階統計）。實際上，討論僅局限於廣義平穩過程。本章對隨機過程的相關性和功率譜進行了詳細論述。高斯過程和窄帶噪聲在通信繫統的研究中起著重要作用，因此本章的後半部分對其進行了論述，論述將涉及通信環境中經常出現的瑞利分布和萊斯分布。
第2章總體講述了連續波調制（如模擬通信）及其不同形式，簡述如下。
（i） 幅度調制，可以是以下幾種形式（根據已調載波頻譜特性的不同來區分）之一：
● 標準幅度調制
● 抑制載波的雙邊帶調制
● 正交幅度調制
● 單邊帶調制
● 殘留邊帶調制
（ii） 角度調制，可以假設是以下兩種相關聯形式之一：
● 相位調制
● 頻率調制本章還對這些波形的時域和頻譜特性、調制和解調方法，以及信道噪聲對性能的影響進行了討論。
第3章講述脈衝調制，同時也討論了抽樣、量化和編碼過程，這是模擬信號數字化傳輸的基礎。本章也可以看成模擬通信向數字通信的過渡。特別對以下幾種脈衝調制方式進行了討論。 (i) 模擬脈衝調制(這裡隻將時間用離散形式表示)包括以下幾種特殊形式：
● 脈衝幅度調制
● 脈衝寬度（持續時間）調制
● 脈衝位置調制因為脈衝幅度調制是其他模擬或數字調制方式的基礎，所以對它的性質進行了詳細討論。
(ii) 數字脈衝調制(同時將時間和信號幅度用離散形式表示)包括以下幾種特殊形式：
● 脈衝編碼調制
● 增量調制
● 差分脈衝編碼調制在增量調制中，為簡化繫統的實現，其抽樣率要遠高於脈衝編碼調制。在差分脈衝編碼調制中，則通過采用一個預編碼器來減小抽樣率。這個預編碼器利用了信息承載信號的相關特性。
(iii) MPEG1音頻編碼標準，包括一個作為編碼器設計關鍵的心理聲學模型。第4章涵蓋了基帶脈衝傳輸。基帶脈衝傳輸就是用基帶形式的脈衝幅度調制信號來進行傳輸。主要討論了以下兩個要點：信道噪聲和有限的信道帶寬對數字通信繫統性能的影響。假設信道噪聲是加性白噪聲，則可采用匹配濾波器從而使噪聲的影響最小。匹配濾波器是設計通信接收機的基礎。由於是有限信道帶寬，因此會出現碼間干擾現像。為了克服這種信號相關干擾的不良影響，通常采用脈衝成形濾波器或相關編碼器/譯碼器，本章對這兩種方法都進行了討論。本章還對用於用戶和因特網服務提供商之間直接通信的數字用戶線路進行了討論。接著對為克服信道噪聲和碼間干擾組合影響而采用的最佳線性接收機進行了推導，進而介紹了自適應均衡。
第5章討論加性高斯白噪聲信道的信號空間分析。尤其是建立了能量有限信號的幾何表示基礎，進而衍生出相干接收機，並證明了它和匹配濾波器是等效的，本章以差錯概率及其近似計算的討論作為結束。
第6章討論通帶數據傳輸，這裡用正弦信號來簡化數字調制信號在帶通信道中的傳輸。本章建立在第5章提到的信號的幾何表示基礎之上。特別地，對於以下幾種調制技術，估算了信道噪聲對數字通信產生的影響：1. 相移鍵控，這是和相位調制相對應的數字調制方式，即用載波的相位來表示一組給定的離散量。
2. 混合幅度/相位調制，包括正交幅度調制和無載波幅度/相位調制。
3. 頻移鍵控，這是和頻率調制相對應的數字調制方式，即用載波的頻率來表示一組給定的離散量。
4. 多信道調制類，緊隨離散多音之後，已經成為非對稱數字用戶線路的標準。在數字通信繫統中，定時非常重要，這意味著接收機必須與發射機同步，本書提及的接收機包括相干的和非相干的。相干接收機需要恢復載波相位和符號定時，而非相干接收機隻需要恢復符號定時而不必恢復載波相位，采用這種策略是基於對隨機載波相位恢復成本的考慮。本章的後半部分討論了同步技術，尤其偏重於離散時間信號的同步。
第7章介紹擴頻調制，這種調制方式與前面幾章討論的傳統調制方式不同，它通過犧牲信道帶寬來獲得好的安全性並保護信號免受干擾。這裡討論了直接序列擴頻和跳頻兩種擴頻方式。
第8章論述多用戶無線通信。 多用戶無線通信就是多個用戶能接入一個普通的無線信道，這種通信信道常用於衛星和無線通信繫統中，這裡對這兩種繫統都進行了討論。本章還介紹了鏈路預算分析，主要偏重於介紹相關的天線和傳播的概念，以及噪聲的計算。
第9章講述信息論的一些基本原理，其中包括用於無失真數據壓縮、數據壓縮和數據傳輸的香農理論。這些理論為信源和通信信道界定了性能上限。形成這些理論的兩個基本概念是：（1） 信源的熵（類似於熱力學中熵的定義）； （2） 信道容量。
第10章論述差錯控制編碼，圍繞著為了在噪聲信道中進行穩定傳輸而對數字數據進行編碼的各種技術進行展開。討論了以下4種差錯控制編碼：1. 線性分組碼，是一組線性無關的碼字，每組碼字均由信息比特和校驗比特組成。校驗比特用於差錯控制。
2. 循環碼，是線性分組碼的一種。
3. 卷積碼，對連續消息序列用串行方式進行卷積操作。
4. Turbo碼，用物理上可實現的方式，建立了一種接近香農信道容量的新的編碼構成方法。第10章對上述碼的編碼和譯碼方法均進行了討論。
本書還包括如下6個附錄作為補充內容：● 附錄1是對概率論的復習。
● 附錄2是對信號與繫統的簡述，回顧了傅裡葉變換及其性質、各種帶寬的定義、希爾伯特變換和窄帶信號與繫統的低通等價模型。
● 附錄3介紹貝塞爾函數及其修正形式，貝塞爾函數用於研究頻率調制、噪聲環境下信號的非相干檢測和符號定時同步。
● 附錄4介紹彙合型超幾何函數，用於噪聲環境下幅度調制信號的包絡檢波。
● 附錄5介紹密碼學，這是通信安全的基礎。
● 附錄6包括12個有用的表格。如前所述，本書的主要目的就是為高年級本科生提供適合一到兩個學期教學的現代通信繫統教材。課程內容的組織自然也由采用此書的學生的背景和教師的興趣決定。本書的內容既有深度又有廣度，能滿足各種背景和興趣的讀者，這為本書內容的取舍提供了相當的靈活性。授課教師可獲得書中所有習題的詳細解答、教學用PPT資料，以及一些實例的M文件采用本書作為教材的授課教師，可聯繫te_service@phei.com.cn獲取相關教輔資料。——編者注。
致謝
我要對以下同仁表示深切的謝意：Gregory J. Pottie博士（加利福尼亞大學洛杉磯分校），Santosh Venkatesh博士（賓夕法尼亞大學），Stephen G. Wilson博士（弗吉尼亞大學），Gordon Stüber博士（佐治亞理工學院），Ven
