图书前言

近十多年,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技术发展的主流。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,作者认为在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需的基础知识是非常必要的。 本书是继《现代通信理论基础(上册)——信息与传输理论》后推出的系统介绍现代通信网络基础理论的教材。它是作者在清华大学电子工程系和微波与数字通信国家重点实验室长期从事科研和研究生培养工作的经验总结。

本书的主要特点是: 

(1) 内容的选取和设置参考了国际上著名大学同类专业的通信网络理论课程的内容,同时也结合当前通信技术研究的最新进展,力求在内容上能反映现代通信网络技术的基本理论和分析方法。

(2) 书中介绍了现代通信网络理论分析所必备的数学基础: 随机过程和图论基础。

(3) 在有关网络分析理论的章节设计上,力图反映网络分析理论的工程概貌和背景,使读者能较好地了解相关理论的应用,这也将有助于读者能较快地进入网络技术领域的研究与开发。

本书的主要内容包括: 

第1章介绍了通信网络系统的基本组成、网络技术的发展历史和基本特征。在此基础上,重点介绍了网络的接入控制、网络交换技术以及未来网络融合技术的发展特点。

第2章介绍了网络分析中常用的随机过程基础知识,包括泊松过程、马尔可夫链、连续参数的马尔可夫链以及空间泊松过程等。

第3章系统地介绍了网络分析中必备的图论基础知识,包括图论的基本概念、树图、最小支撑树的搜索算法、最短路径的搜索算法、网络最大流最小割定理以及网络最小代价最大流问题等。

第4章讨论了多址接入和差错控制技术。重点介绍了各种时分多址接入技术; 随机多址接入算法,如时隙Aloha技术、伪贝叶斯算法、分裂算法和载波侦听算法; 固定接入算法,如令牌环网和FDDI。

第5章重点强调了网络的延迟分析理论,以Little定理为基础系统分析了各种排队模型的性能,包括M/M/1、M/G/1和G/G/1等,同时分析了具有优先级形式的排队模型和批处理排队模型。作为排队模型在网络分析中的应用,本章介绍了Kleinrock独立近似模型、乘积型网络与Jackson理论等。

第6章集中讨论了网络中路由算法与交换技术中的分析理论。以网络信息广播为背景,介绍了各种信息广播算法和网络故障分析技术。同时,介绍了常用的最短路由算法,如贝尔曼福特算法、Dijkstra算法、FloydWarshall算法等,并进一步介绍了贝尔曼福特算法的分布式实现以及动态路由算法的稳定性问题。 在交换技术分析中,基于ATM交换,介绍了相应的各种交换机的性能分析与实现,并系统介绍了多级空间交换自选路交换和 Banyan交换机的结构与优化理论。

第7章以服务质量保证为前提,系统介绍了各种流量控制策略,包括端到端窗口控制策略、虚拟电路点到点窗口控制策略和流量控制窗口的动态调整策略等; 在速率控制策略中讨论了业务整形和漏斗算法及改进模式。同时讨论了这些策略在ARPANET、PARIS和SNA等网络中的应用。关于QoS与算法公平性方面,这里讨论了最大最小流量控制策略与算法。 在上述讨论的基础上,又进一步介绍近年发展的TCP与主动队列管理技术以及关于QoS的业务模型(综合业务模型和差分业务模型)和多协议标签交换MPLS等新的技术进展。

第8章简单地介绍了各种通信网络的主要技术特点,包括计算机通信网与互联网、无线局域网、移动通信网、卫星通信网和光通信网等。同时介绍了网络安全和软交换技术。在网络安全方面主要介绍了入侵检测、攻击防范——防火墙、网络病毒与防治和网络加密。在软交换技术方面主要介绍了软交换的基本概念和体系结构以及相关的基本协议等。

各章内容的组织既强调了正在发展中的理论与技术,同时也强调了理论的实际工程应用。每章附有的习题将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,同时也感谢近年来在清华大学电子工程系“无线信息系统理论与应用”研究室学习和工作的研究生们,他们的建议对我们丰富此书的内容很有帮助。清华大学出版社的编辑们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〖〗2006年5月于清华园

fpy@tsinghua.edu.cn