ПРЕДИСЛОВИЕ

Передача сообщений из одного пункта в другой составляет основную задачу теории и техники связи. В курсе «Теория передачи сигналов» изучаются единые методы решения разнообразных проблем, возникающих при передаче информации от ее источника до получателя.

Жизнь современного общества немыслима без широко разветвленных систем передачи информации. Без них не смогли бы функционировать промышленность, сельское хозяйство, транспорт. Особенно важное значение проблемы передачи информации приобрели в развитом социалистическом обществе, построенном в Советском Союзе. Дальнейшее развитие народного хозяйства и всех сторон деятельности нашего общества немыслимо без широчайшего внедрения автоматизированных систем управления (АСУ), важнейшей частью которых является система связи для обмена информацией, а также устройства хранения и обработки информации.

Передача, хранение и обработка информации имеют место не только при использовании технических устройств. Обычный разговор представляет собой обмен информацией. Всякая книга является хранилищем информации. Астроном, исследующий спектрограмму звезды, извлекает и обрабатывает информацию о химическом составе и физическом состоянии звезды, содержащуюся в ее излучении. Генетическая информация, «записанная» в структуре хромосом клетки, передается при ее делении и содержит «команды», управляющие программой развития организма. По нервным волокнам передается информация от органов чувств к мозгу и от мозга к исполнительным органам. Все вопросы, связанные с передачей информации в природе и обществе, охватывает статистическая теория связи или теория передачи сигналов.

В создании и развитии теории связи большую роль сыграли советские ученые. Академик А. Н. Колмогоров и член-корреспондент АН СССР А. Я. Хинчин разработали необходимый для нее математический аппарат. Академик В. А. Котельников в работах «О пропускной способности «эфира» и проволоки в электросвязи» (1933 г.) и «Теория потенциальной помехоустойчивости» (1946 г.) сформулировал и доказал теоремы, являющиеся основой теории передачи сигналов. Дальнейшее развитие теория получила в трудах А. А. Харкевича, В. И. Сифорова и многих других советских ученых.

Важную роль в становлении современной теории передачи информации сыграл К. Шеннон (США), опубликовавший в 1948 г. свою основополагающую работу «Математическая теория связи». Из других зарубежных ученых, много сделавших для создания и развития теории связи, следует, в первую очередь, упомянуть

X. Найквиста, Н. Винера, Д. Миддлтона, К. Хелстрома и других.

Без знания основ теории передачи сигналов невозможны создание новых совершенных систем связи и их эксплуатация. Поэтому ее изучение является неотъемлемой частью теоретической подготовки инженеров связи.

Данная книга является учебником по курсу «Теория передачи сигналов». В его основу положены лекции, читавшиеся авторами на протяжении многих лет. Задачей курса является, в первую очередь, формирование на базе современной статистической теории связи, «технического мировоззрения» будущих инженеров-связистов. Поэтому особое внимание в учебнике уделено основным принципам и методам теории передачи сообщений по каналам связи.

Теория передачи сигналов рассматривается как единая научная дисциплина, основу которой составляют теория сигналов, теория статистических решений и теория информации. В соответствии с программой курса вопросы теории информации не выделены в отдельный раздел, а положены в основу всех изучаемых проблем и в той или иной мере содержатся во всех главах учебника. Авторы считают такое построение курса методически обоснованным.

Предполагается, что студенты обладают необходимыми знаниями, полученными при изучении курсов теории линейных и нелинейных электрических цепей, а также математических дисциплин, в частности теории вероятностей, элементов линейной алгебры и теории матриц. Некоторые сведения из теории случайных процессов и функционального анализа, необходимые для современного подхода к изучению теории сигналов, но не входящие в программу курса высшей математики вузов связи, излагаются в гл. 2.

Авторы выражают признательность профессору Н. Т. Петровичу и доцентам А. А. Колесникову и Н. И. Клюеву за полезные замечания при рецензировании рукописи, а также своим коллегам из КЭИС, ЛЭИС, МЭИС и ОЭИС, с которыми они обсужг дали ряд вопросов научного и методического характера.