前言
人类已进入信息社会，数字通信及其数字化是推动社会信息化最重要的力量之一；以数字通信为代表的数字化热潮的蓬勃发展，已经改变了人们的生产、生活和社会活动方式。通信无处不在，人人需要通信；旺盛的需求和科技创新的紧密结合，推动着通信行业突飞猛进发展。在最近几年国家重大专项的推动下，宽带无线移动通信的发展正在掀起一个新的高潮；学术上创新性成果更多涌现，并且更快地进入产业化而产生巨大的社会和经济效益。因此无论从人才培养还是推动科技发展来看，对于数字通信理论与技术知识都存在迫切的需求。
从知识结构的特点来说，通信领域可划分为信息传输和通信网络两大分支。前者所涉及的基础理论十分宽广深厚，包括：信号与系统分析、正交变换、矩阵理论、泛函分析、线性代数、高等代数、概率论、随机过程、信号检测、优化理论、信息论与编码等。在这些基础理论的支撑下发展了许多专门知识和关键技术，例如：调制解调、载波跟踪、扩频跳频、信道均衡、多信道复用与分集传输、多输入/多输出系统、多址接入与分发、多用户检测、用户协作通信等技术。本书力求尽可能全面而有重点地涵盖这些内容。
本书是作者在讲授博士生、硕士生学位课程“数字通信”中所用自编讲义的基础上，经反复修改、完善而成的。作者在2003 年准备开讲此课时，对于国内外有关教材进行了仔细分析比较，发现电子工业出版社引进出版的《数字通信》第4版是最好的教材。该书由美国John G. Proakis编著，张力军等人翻译，不仅内容覆盖面广，而且论述深入、引证严谨，在美国就被普遍选作研究生教材。但当我们用过两轮之后，发现教学中有三难：教师很难讲，学生很难学，考试很麻烦；而且有些同学学了之后不会用。教师要在有限的课时中把这本书的内容讲深讲透确实很难；学生感到难学和学习效果不佳，也许是内容过多而可读性又不够强所致；此外书中许多概念的数学表达基于模拟信号处理方式，这与科研实践中都采用数字信号处理方式不一致，因此有些同学感到运用有困难。于是我们参考原书的基本内容编写了讲义作为主讲教材，而将原书作为参考书，从此教学效果显著改善。作者所在课题组每年招收20 余名硕士生、博士生，从他们学完此课后转入科研工作的情况可以明显地感觉到，这门课的教学对于推动科研工作确实发挥了重要作用；其他课题组也有同样的反映，因为此课每个学期都开，每年有近百名研究生选它为学位课。
本书所涉及题材范围与John G. Proakis编著的Digital Communications (第4、5版)相似，除此之外还参考了多本专著或教材，以及一些公开发表的学术论文。本书主要有以下特点：
1.在选材上，力求以有限篇幅实现足够宽广的覆盖，而又涉及学科前沿
基本上覆盖了信息传输领域的基础理论和专门知识，但又注意避免过于繁杂，力求做到提纲携领、聚焦要点、深入透彻，使读者便于掌握要领后向更广的范围引伸辐射。全书分12章，各章附有习题，很适于作为40～60 学时的研究生课程教材，对于相关领域的科技工作者也有重要参考价值。内容除涉及基础理论和系统设计的一些新观点和新方法之外，还介绍了诸如OFDM技术、MIMO技术、协作通信等学科前沿的内容；所提供的数据和图表可实际应用，例如各种调制方式在AWGN信道条件下的比特误码特性曲线，比较完整而准确。
2.注重基于数字信号处理方式进行系统和方法的描述
对通信系统结构和信号处理方法的描述，尽可能采用数字信号处理方式，特别是采用基带复信号形式进行描述，这些描述与仿真或FPGA设计实现方式直接相对应，有助于读者直观理解、学以致用。采用三步分解法描述数字调制和解调的过程，使对于通信系统及其各阶段信号形态的描述显得更加清晰。调制划分为符号形成与矢量表示、基带调制和载波调制三步；解调划分为载波解调、基带解调和符号判决三步。这种独特的描述方法在以后各章节中显示出了明显的优越性。例如：对连续相位调制及其解调的描述，将信道划分为离散符号传输信道和波形信道，关于扩频通信系统中解扩、解调、符号判决及其关联性的描述，对于多信道协同传输、多用户通信技术等的描述。采用复数域数字信号处理方式描述正交上/下变频、载波同步环路、信道匹配滤波、最大似然检测、多径传输特性、多用户检测、协作通信技术等，不仅概念描述更清楚准确，而且表达式与实际应用相吻合。
3.注重一些重要概念和方法的数学推导和证明
对于一些重要概念和学术思想，特别是作者所提出的新方法和新观点，都有数学推导或证明，因而便于读者深入理解和灵活运用。例如：
① 提出了一种相干解调误码特性的分析计算新方法，由BPSK误码特性的基本公式推广应用到MPAM、MPSK、MQAM，不仅简明直观，而且便于推广应用。
② 证明了Sinc函数和平方根升余弦谱特性的成形波具有平移正交性，并提出了构造其它具有平移正交性成形波的方法。
③ 提出了一种数字锁相环闭环系统函数的推导和环路参数设计的新方法，可推广应用到高阶锁相环和锁频环的设计、实现。
④ 证明了信道匹配滤波器(CMF)具有最大比同相合并作用，因而能使接收信号的信噪比得到最大程度的提升；并给出了采用非因果FIR滤波器实现CMF的方法。
⑤ 推导出多径传输信道单位冲激响应的新型表达式，得到一个重要结论：带宽为W赫兹最大多径时延为τmax秒的多径信道，最多只有 Wτmax个独立的延迟信号分量，因而其单位冲激响应可表示为一个Wτmax阶的FIR滤波器；这可使概念更清楚，可操作性更强。
⑥ 证明了基于块传输方式的单载波频域均衡能够实现其系统函数在单位圆内外都存在极点的线性均衡器，因而能对经匹配滤波后的信号进行线性均衡而获得良好的效果。
⑦ 分析了各种分集传输合并方法(三种最大比合并法和三种等比合并法)的性能特点及反映分集增益的表达式，可用于分集合并方法的选择和系统中隐含分集传输性能的分析。
⑧ 首次在教科书中介绍作者所发明的两种连续波时分复用传输方法，这两种方法在基于非再生式信号处理转发平台所构成的无线通信系统中，可发挥不可替代的重要作用。
本书的综合性、理论性和系统性较强，学生必须在信号与系统、数字信号处理、随机过程、信息论等基础理论方面有较好的先修准备，才能学好本书；习题的完成应尽量结合MATLAB仿真实验，才有利于学以致用。
本书在编写过程，得到了西安电子科技大学研究生精品课创建和教材编著出版基金的资助，在此表示衷心感谢。在本书的前身，即《数字通信讲义》的编写过程中，王勇超教授、刘祖军副教授编写过一些章节，在本书的定稿过程中王勇超教授还提出了许多具体修改意见；此外，李建东教授、裴昌幸教授、葛建华教授等，对于本书的编写给予了热情的支持和关心。在采用本书初稿和定稿作为试用教材过程中，许多研究生都为本书的校对、纠错做了许多贡献，例如：林贵斌、潘忠显、伍君鳌、李运华、高炜修、王宝玺、易鸿锋、周茹同学等。对于本书编写过程中提供帮助的所有老师和同学，在此一并表示衷心的感谢。
编著者
(kchyi@mail.xidian.edu.cn)