本书对通信系统的基础理论和关键环节进行了深入分析，力图让学生在讨论中领会通信的精髓。全书首先给出通信系统的梗概及需要研究的关键技术，接着分章详细讨论了随机过程、连续波调制、脉冲调制、基带脉冲传输、信号空间分析、带通数据传输、扩频调制、多用户无线通信、信息论基础以及差错控制编码等。各章都附有大量习题，便于学生实践掌握。全书强调通信理论的统计基础，并给出了用MATLAB模拟的8个计算机实验，这些实验几乎覆盖了各章节的主要内容，形成了独特的通信理论"软件实验室”。

Simon Haykin IEEE会士，加拿大皇家学会会士，毕业于英国伯明翰大学电子工程系。现为加拿大McMaster大学的Distinguished University教授，认知系统实验室主任。2002年获国际无线电科学联盟(URSI）颁发的Henry Booker金质奖章。在无线通信与信号处理领域的多个方面著述颇丰，主要研究方向为自适应信号处理与智能信号处理、无线通信与雷达技术，近年来特别关注认知无线电和认知雷达方面的研究。
Simon Haykin IEEE会士，加拿大皇家学会会士，毕业于英国伯明翰大学电子工程系。现为加拿大McMaster大学的Distinguished University教授，认知系统实验室主任。2002年获国际无线电科学联盟(URSI）颁发的Henry Booker金质奖章。在无线通信与信号处理领域的多个方面著述颇丰，主要研究方向为自适应信号处理与智能信号处理、无线通信与雷达技术，近年来特别关注认知无线电和认知雷达方面的研究。

背景与预览 第1章 随机过程 1.1 简介 1.2 随机过程的数学定义 1.3 平稳过程 1.4 均值、相关函数和协方差函数 1.4.1 自相关函数的特性 1.4.2 互相关函数 1.5 遍历过程 1.6 随机过程通过一个线性时不变滤波器 1.7 功率谱密度 1.7.1 功率谱密度的特性 1.7.2 输入和输出随机过程功率谱密度的关系 1.7.3 样本函数的功率谱密度与幅度谱的关系 1.7.4 互功率谱密度 1.8 高斯过程 1.8.1 中心极限定理 1.8.2 高斯过程的性质 1.9 噪声 1.9.1 散弹噪声 1.9.2 热噪声 1.9.3 白噪声 1.10 窄带噪声 1.11 基于同相和正交分量的窄带噪声表示法 1.12 基于包络和相位分量的窄带噪声表示法 1.13 正弦信号加窄带噪声 1.14 计算机实验：平衰落信道 1.14.1 实验1：高斯分布 1.14.2 实验2：瑞利分布 1.15 总结与讨论 注释与参考 习题 第2章 连续波调制 2.1 引言 2.2 幅度调制 2.2.1 幅度调制的优缺点 2.3 线性调制方案 2.3.1 DSB-SC调制 2.3.2 相干检测 2.3.3 科斯塔接收机 2.3.4 正交载波复用 2.3.5 SSB调制 2.3.6 VSB调制 2.3.7 电视信号 2.4 频率搬移 2.5 频分复用 2.6 角度调制 2.6.1 基本定义 2.7 频率调制 2.7.1 窄带FM 2.7.2 宽带FM 2.7.3 FM信号的传输带宽 2.7.4 FM信号的产生 2.7.5 FM信号的解调 2.7.6 FM立体声复用 2.8 调频系统中的非线性影响 2.9 超外差接收机 2.10 连续波调制系统中的噪声 2.10.1 信噪比：基本定义 2.11 相干检测线性接收机中的噪声 2.12 包络检波调幅接收机的噪声 2.12.1 阈值效应 2.12.2 包络检波中(SNR)O的通式 2.13 调频接收机中的噪声 2.13.1 捕获效应 2.13.2 FM阈值效应 2.13.3 FM阈值的降低 2.13.4 FM系统中的预加重和去加重 2.14 计算机实验：锁相环 2.14.1 锁相环的模型 2.14.2 实验1：捕获模型 2.14.3 实验2：相位平面图 2.15 总结与讨论 2.15.1 幅度调制 2.15.2 角度调制 2.15.3 噪声分析 注释与参考 习题 第3章 脉冲调制 3.1 引言 3.2 抽样过程 3.3 脉冲幅度调制 3.4 其他脉冲调制形式 3.5 带宽-噪声权衡 3.6 量化过程 3.6.1 量化噪声 3.6.2 标量量化器最优化的条件 3.7 脉冲编码调制 3.7.1 抽样 3.7.2 量化 3.7.3 编码 3.7.4 线路码 3.7.5 差分编码 3.7.6 再生 3.7.7 译码 3.7.8 滤波 3.8 脉冲编码调制系统中的噪声 3.8.1 差错阈值 3.9 时分复用 3.9.1 同步 3.10 数字复接器 3.11 脉冲编码调制的优点、局限性和改进 3.12 增量调制 3.12.1 增量-总和调制 3.13 线性预测 3.13.1 线性自适应预测 3.14 差分脉冲编码调制 3.14.1 处理增益 3.15 自适应差分脉冲编码调制 3.16 计算机实验：自适应增量调制 3.17 MPEG音频编码标准 3.18 总结与讨论 注释与参考 习题 第4章 基带脉冲传输 4.1 引言 4.2 匹配滤波器 4.2.1 匹配滤波器的性质 4.3 噪声引起的差错率 4.4 码间干扰 4.5 无失真基带二进制传输的奈奎斯特准则 4.5.1 理想奈奎斯特信道 4.5.2 升余弦频谱 4.6 相关电平编码 4.6.1 双二进制信号 4.6.2 改进的双二进制信号 4.6.3 相关电平编码的一般形式（部分响应信号） 4.7 基带M进制PAM传输 4.8 数字用户线 4.8.1 用于DSL的线路码 4.8.2 非对称数字用户线 4.9 最佳线性接收机 4.9.1 实际考虑 4.10 自适应均衡 4.10.1 LMS算法（回顾） 4.10.2 均衡器的工作 4.10.3 判决反馈均衡器 4.11 计算机实验：眼图 4.11.1 实验1：信道噪声的影响 4.11.2 实验2：带宽限制的影响 4.12 总结与讨论 注释与参考 习题 第5章 信号空间分析 5.1 引言 5.2 信号的几何表示 5.2.1 Gram-Schmidt正交过程 5.3 连续AWGN信道到矢量信道的变换 5.3.1 相关器输出的统计特性 5.4 似然函数 5.5 噪声中信号的相干检测：最大似然译码 5.6 相干接收机 5.6.1 相干接收机与匹配滤波接收机的等价 5.7 差错概率 5.7.1 差错概率的旋转不变性和平移不变性 5.7.2 最小能量信号 5.7.3 差错概率的联合边界 5.7.4 误比特率与符号差错概率 5.8 总结与讨论 注释与参考 习题 第6章 通带数据传输 6.1 引言 6.1.1 数字调制技术系列 6.1.2 差错概率 6.1.3 功率谱 6.1.4 带宽效率 6.2 通带传输模型 6.3 相干PSK 6.3.1 二进制PSK 6.3.2 二进制PSK的差错概率 6.3.3 相干二进制PSK信号的产生和检测 6.3.4 二进制PSK信号的功率谱 6.3.5 QPSK 6.3.6 QPSK的信号空间图 6.3.7 QPSK的差错概率 6.3.8 相干QPSK信号的产生和检测 6.3.9 QPSK信号的功率谱密度 6.3.10 偏移QPSK 6.3.11 pai/4移相QPSK 6.3.12 pai/4移相DQPSK信号的检测 6.3.13 M进制PSK 6.3.14 M进制PSK信号的功率谱密度 6.3.15 M进制PSK信号的带宽效率 6.4 幅度／相位混合调制方案 6.4.1 M进制QAM 6.4.2 QAM正方形星座图 6.4.3 QAM十字形星座图 6.4.4 CAP 6.4.5 通带同相和正交脉冲的性质 6.4.6 CAP发射机基本结构 6.4.7 CAP接收机的数字实现 6.4.8 CAP的一种应用 6.5 相干FSK 6.5.1 二进制FSK 6.5.2 二进制FSK的差错概率 6.5.3 相干二进制FSK信号的产生和检测 6.5.4 二进制FSK信号的功率谱 6.5.5 MSK 6.5.6 相位网格图 6.5.7 MSK的信号空间图 6.5.8 MSK的差错概率 6.5.9 MSK信号的产生和检测 6.5.10 MSK信号的功率谱密度 6.5.11 高斯滤波MSK 6.5.12 M进制FSK 6.5.13 M进制FSK信号的功率谱 6.5.14 M进制FSK信号的带宽效率 6.6 未知相位信号的检测 6.6.1 最佳二次接收机 6.6.2 二次接收机的两种等价形式 6.7 非相干正交调制 6.7.1 式（6.163）的推导 6.8 非相干二进制FSK 6.9 差分相移键控 6.9.1 DPSK的产生和检测 6.10 单载波数字调制方式的比较 6.10.1 差错概率 6.10.2 M进制数字调制技术的带宽效率 6.11 语音频带调制解调器 6.11.1 调制解调器的对称配置 6.11.2 调制解调器的非对称配置 6.11.3 数字调制解调器 6.11.4 数字调制解调器的一种实现 6.11.5 数字调制解调器的另一种实现 6.11.6 模拟调制解调器 6.11.7 V.90调制解调器 6.12 多信道调制 6.12.1 加性高斯白噪声信道的容量 6.12.2 连续时间信道分割 6.12.3 几何信噪比 6.12.4 多信道传输系统的加载 6.12.5 优化问题的注水解释 6.13 离散多音 6.13.1 离散傅里叶变换 6.13.2 信道的频域描述 6.13.3 基于DFT的DMT系统 6.13.4 DMT的应用 6.13.5 DSL与音频调制解调器之间的比较 6.13.6 OFDM技术 6.14 同步 6.14.1 相位恢复的直接判决递归算法 6.14.2 对载波相位进行最大似然估计的递归算法 6.14.3 符号定时的无数据辅助递归算法 6.15 计算机实验：载波恢复与符号定时 6.15.1 实验1：载波相位恢复 6.15.2 实验2：符号定时恢复 6.16 总结与讨论 注释与参考 习题 第7章 扩频调制 7.1 引言 7.2 伪噪声序列 7.2.1 m序列的性质 7.2.2 选择m序列 7.3 扩频的概念 7.4 相干二进制PSK的直接序列扩频 7.4.1 分析模型 7.4.2 同步 7.5 信号空间的维度和处理增益 7.6 差错概率 7.6.1 抗干扰特性 7.7 跳频扩频 7.7.1 慢跳频 7.7.2 快跳频 7.8 计算机实验：最大长度码和Gold码 7.8.1 实验1：PN序列的相关性 7.8.2 实验2：Gold序列的相关特性 7.9 总结与讨论 注释与参考 习题 第8章 多用户无线通信 8.1 引言 8.2 多址技术 8.3 卫星通信 8.4 无线链路分析 8.4.1 自由空间传播模型 8.4.2 方向增益、方向性和功率增益 8.4.3 有效孔径 8.4.4 Friis自由空间公式 8.4.5 噪声系数 8.4.6 等价噪声温度 8.4.7 双端网络的级联 8.5 无线通信 8.5.1 传播影响 8.6 多径信道的统计特性 8.6.1 时延扩展和多普勒扩展 8.6.2 多径信道的分类 8.7 瑞利衰落信道上的二进制信号 8.7.1 分集技术 8.8 TDMA和CDMA无线通信系统 8.8.1 RAKE接收机 8.9 无线通信中的语音信源编码 8.9.1 多脉冲激励LPC 8.9.2 码激励LPC 8.10 无线通信中的自适应天线阵列 8.10.1 自适应天线阵列 8.11 总结与讨论 注释与参考 习题 第9章 信息论基础 9.1 引言 9.2 不确定性、信息和熵 9.2.1 熵的一些性质 9.2.2 离散无记忆信源的扩展 9.3 信源编码定理 9.4 无失真数据压缩 9.4.1 前缀码 9.4.2 霍夫曼编码 9.4.3 Lempel-Ziv编码 9.5 离散无记忆信道 9.6 互信息 9.6.1 互信息的性质 9.7 信道容量 9.8 信道编码定理 9.8.1 信道编码定理在二进制对称信道中的应用 9.9 连续信号的相对熵和互信息 9.9.1 互信息 9.10 信息容量定理 9.10.1 球体打包 9.11 信息容量定理的含义 9.12 有色噪声信道的信息容量 9.12.1 信息容量定理的注水解释 9.13 率失真定理 9.13.1 率失真函数 9.14 数据压缩 9.15 总结与讨论 注释与参考 习题 第10章 差错控制编码 10.1 引言 10.1.1 自动重发请求 10.2 离散无记忆信道 10.2.1 信道编码定理回顾 10.2.2 模2运算 10.3 线性分组码 10.3.1 校正子：定义和性质 10.3.2 最小距离的考虑 10.3.3 校正子译码 10.3.4 对偶码 10.4 循环码 10.4.1 生成多项式 10.4.2 奇偶校验多项式 10.4.3 生成矩阵和奇偶校验矩阵 10.4.4 循环码编码器 10.4.5 校正子的计算 10.4.6 其他循环码 10.5 卷积码 10.5.1 码树、网格图和状态图 10.6 卷积码的最大似然译码 10.6.1 维特比算法 10.6.2 卷积码的自由距离 10.6.3 渐近编码增益 10.7 网格编码调制 10.7.18 PSK的翁格博克码 10.7.2 渐近编码增益 10.8 Turbo码 10.8.1 Turbo码的编码 10.8.2 Turbo码的性能 10.8.3 Turbo码的译码 10.8.4 BCJR算法 10.9 计算机实验：Turbo码的译码 10.10 低密度奇偶校验码 10.10.1 LDPC码的构造 10.10.2 LDPC码的最小码距 10.10.3 LDPC的概率译码 10.11 不规则码 10.12 总结与讨论 注释与参考 习题 附录1 概率论 附录2 信号与系统简述 附录3 贝塞尔函数 附录4 汇合型超几何函数 附录5 密码学 附录6 表格 术语表 参考文献