出版说明

本套教材是针对清华大学信息科学技术学院所属电子工程系、计算机科学与技术系、自动化系、微电子研究所、软件学院的现行本科培养方案和研究生培养计划的课程设置而组织编写的。这些培养方案和培养计划是基于清华大学对研究型大学的定位和对研究型教学的强调，吸纳多年来在教学改革与实践中所取得的成果和形成的共识，历经多届试用和不断修订而形成的。贯穿于其中的“本科教育的通识性、培养模式的宽口径、教学方式的研究型、专业课程的前沿性”的相关思想是我们组编本套教材所力求体现的基本指导原则。

本套教材以本科教材为主并适量包括研究生教材。定位上，属于信息学科大类中各个基本方向的基本理论和前沿技术的一套高等院校教材。层次上，覆盖学院公共基础课程、专业技术基础课程、专业课程、研究生课程。领域上，涉及6个系列14个领域，即学院公共基础课程系列，信息与通信工程系列（含通信、信息处理等领域），微电子光电子系列（含微电子、光电子等领域），计算机科学与技术系列（含计算机科学、计算机网络与安全、计算机应用、软件工程、网格计算等领域），自动化系列（含控制理论与控制工程、模式识别与智能控制、检测与电子技术、系统工程、现代集成制造等领域），实验实践系列。类型上，以文字教材为主并适量包括多媒体教材，以主教材为主并适量包括习题集、教师手册等辅助教材，以基本理论和工程技术教材为主并适量包括实验和实践课程教材。列入这套教材中的著作，大多是清华大学信息科学技术学院所属系所院开设的课程中经过较长教学实践而形成的，既有多年教学经验和教学改革基础上新编著的教材，也有部分已出版教材的更新和修订版本。教材在总体上突出求新与求实的风格，力求反映所属领域的基本理论和新进展，力求做到学科先进性和教学适用性的统一。

〖〗现代通信理论基础〖〗〖〗出版说明〖〗〖〗本套教材的主要读者对象为电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、系统科学、电气工程、机械工程、化学与技术工程、核能工程等相关理工专业的大学生和研究生，以及相应领域和部门的科学工作者和工程技术人员。我们希望，这套教材既能为在校大学生和研究生的学习提供内容先进、论述系统和适于教学的教材或参考书，也能为广大科学工作者与工程技术人员的知识更新与继续学习提供适合的和有价值的进修或自学读物。我们同时要感谢使用本系列教材的广大教师、学生和科技工作者的热情支持，并热忱欢迎提出批评和意见。

《清华大学信息科学技术学院教材》编委会〖〗2003年10月前言Preface近十多年来，国际上信息通信理论和技术得到了飞速发展，信息的网络化处理成为现代通信发展的主流。而我国信息通信技术的开发与应用几乎与国际上发达国家同步发展。在这样一个背景下，作者认为从网络化大系统的概念下介绍现代通信理论研究和技术开发所必须的基础知识是非常必要的。本书是作者在清华大学为电子工程系通信与信息系统专业高年级本科生授课的讲义的基础上，加以整理、扩充和完善的结果。

本书的主要特点如下： 

１ 内容的选材和设置以国际上同类专业的通信原理课程为参考，同时结合当代通信技术的发展，力求在内容上能反映现代通信的基本理论和方法。

２ 着重从系统的角度揭示一些基本概念的来源及背景，加深读者对现代通信基本概念的理解。

３ 在每一章中，力求能够反映基本理论在工程使用中的概貌，使读者能明确了解相关理论的应用价值。

４ 本书的内容要点致力于反映本课程在现代通信技术研究和应用中所必须具备的基础知识，有助于开展科学研究和系统开发。

本书的内容包括： 

第1章介绍通信系统的概念，重点介绍了现代通信网络化和智能化的发展历程，并从网络化大系统的角度介绍了通信系统的模块化处理和分类，以及信息通信理论的发展史中里程碑性的工作及对现代通信的影响。

第2章在给出信息有关度量的定义的基础上，揭示了它们的非负性和相互间的关系，从而引出链式法则、数据处理定理等，并依次给出了Shannon信源压缩编码定理和信道编码定理，包括信道容量的迭代计算。

第3章讨论了有关语音压缩编码原理与方法，如波形编码和变换编码，并讨论了有关国际标准。同时，利用二次压缩的概念，讨论了有关无失真压缩的信息论方法及工程应用。

第4章阐述了现代多媒体通信与图像压缩编码的理论意义，讨论了图像压缩编码方法的评估标准，利用Shannon信息量无损失的观点，重点强调了正交变换的优势。在此基础上，讨论了最优正交变换的压缩方法，即KarhunenLoeve变换，同时讨论了与信源统计特性无关的最佳正交变换DCT方法，并介绍了上述理论在国际图像压缩标准JPEG和MPEG系列中的应用。

第5章重点强调了模拟传输与数字通信的关系，并利用一个统一的模型给出了各种模拟调制信号的调制与解调方法，包括它们在应用中的技术问题的讨论。

第6章给出了数字调制信号的表示理论、信号的功率谱分析技术及工程意义、信号的最佳解调与误码性能界的估计等，在此基础上比较了各种数字调制方式的性能，并解释了这些调制技术相应的应用场景。

第7章给出了限带信息传输的理论，包括信号波形设计与抗采样时钟抖动的Nyquist四个准则、主动抗信道畸变的预编码技术、被动抗信道畸变的模式的最大似然检测等。 

第8章重点讨论了载波同步和时钟同步算法，详细介绍了最大似然估计方法及其工程实现模式： 锁相环处理理论； 同时介绍了近年发展的全数字滤波算法和联合载波同步与时钟同步的最大似然估计的数字滤波实现方法。

第9章在讨论传统的信道编码方法线性分组码和卷积码的基础上，重点讨论了BCH码、RS码和TCM码以及近年发展的新型编码Turbo码、LDPC码和优化级联码等。

第10章讨论了多路复用与多址技术，重点介绍了有关时分复用的各种技术，如PDH中的码速调整技术和国际标准、SDH以及ATM，包括工程应用中的技术要点； 同时介绍了CDMA技术的特点，包括同步传输和异步传输模式以及各种检测算法； 通过介绍IS95CDMA系统，展示了各种通信关键技术的应用方式。

本书包括了许多新内容，在国际同类书中首次出现，如第3章中语音信号的二次压缩编码处理技术； 第5章中利用频谱折叠导出的带通信号有效采样区间方法； 第5章中利用统一的带相位偏移的模拟调制模型及分析方法； 第7章中抑制码间串扰和时钟抖动的最优波形设计准则 （Nyquist第四准则）和TH预编码均衡技术； 第8章中介绍的全数字滤波算法和联合载波同步与时钟同步的最大似然函数的估计方法等。各章的内容组织既强调了当今国际正在发展中的理论与技术，加强了深度，同时也强调了理论的实际工程应用。每章附有习题，有助于读者加深对本书内容的理解。

作者在此对清华大学电子工程系和微波与数字通信国家重点实验室的同事们表示衷心的感谢，同时也感谢曾经参加听课的同学们，他们的建议对我们阐明所述内容很有帮助。清华大学出版社的编辑为本书的出版做了大量细致的工作，在此表示衷心的感谢。

作者

2005年8月于清华园