前言

FOREWORD

前 言

数字通信与网络目前已经广泛应用于社会生活、经济发展、工业生产和国防建设等各

个层面，成为最重要的信息基础设施之一。目前，通信系统已经渗透到电信、新能源、远

程医疗、先进制造、武器系统等大量工程系统中，扮演了日益重要的角色，衍生出大量耳

熟能详的通信系统，如从1G 到6G 的移动通信系统、无线局域网等。未来，通信系统的发

展还将向着带宽更宽、时延更低、能效更好、安全性更高、鲁棒性更强、服务范围更广的

方向进一步发展。通信以及多用户组网通信的相关知识，对于电子信息类、计算机类等相

关专业的学生来说，具有重要的意义。

传统通信以及多用户通信的理论基础建立在信息论之上，由此衍生的数字调制、信源

和信道编码理论，以及多用户容量域及其逼近方法等，都具有严格的理论基础和清晰的理

论框架，其中较为浅显的内容，完全适合在本科阶段用较为完整的数学理论进行呈现。通

信组网中衍生的一些技术，如随机接入、交换结构等，也已经具备了局部的数学模型，但

是在本科阶段的教学中需要合理把握深度进行相对严谨的介绍。同时也要注意到，通信组

网中的一些功能层，如涉及路由、流量控制的部分，虽然学术界已经有一定的数学理论模

型探索，但尚未形成统一并广泛为学术界特别是教学界接受的系统模型，因此在本科阶段

的教学中，以讲清楚设计及其背后的启发式思想为主。在这样并不均衡、平齐的学科发展

背景下，本书还是力求在统一的风格下介绍通信与网络。我们相信，未来通信与网络的理

论模型将迎来进一步的发展，并在双双理论成熟的基础之上完成融合统一，并形成为教学

界所公认的面向本科难度层次的内容切分和展现。

本书介绍电平信道传输、波形信道传输（含基带和载波）、差错控制码、模拟信源的数

字化、多址通信与局域网、交换结构、网络路由和传输层端到端控制等现代信息传输系统

的关键技术及其背后的理论或启发式思想。本书的内容安排如下：第1 章为绪论，第2 章介

绍信源压缩并侧重于模拟信源的数字化，第3～6 章介绍数字调制部分，第7 章介绍差错控

制编码，第8、9 章介绍信息的重传与交换，第10 章介绍多址接入与局域网，第11、12 章

介绍网络层和传输层协议设计及其思想，第13 章为若干前沿案例。

本书的逻辑结构和组织构架是作者团队在多年从事“通信与网络”本科课程教学实践

基础上，参考了国内外众多优秀的教材以及一些在本领域具有重要影响的论文形成的。在

本书形成过程中，参考了“通信与网络”课程组各位老师在历年教学实践中使用过的大量

PPT 讲义等。本书内容组织具有自身的特点，主要按照点到点、点到多点、多点多跳通信

的内容结构展开介绍，并强调了信息传输的方式及其信道环境之间的关系。

通信与网络

课程组陈巍、周世东、王劲涛、周盛、钟晓峰、李勇等6 位老师按章节分工编写了本

书。全书共13 章，编写者各自的具体分工如下：陈巍编写第1 章、第3～6 章；周世东编写第

7 章；王劲涛编写第2 章和第13 章以及附录；周盛编写第10 章；钟晓峰编写第8、9 章；李

勇编写第11、12 章。

本书的读者对象为已经学习过大学基础数学、“概率论”（最好含“随机过程”）、“信

号与系统”等课程的本科生，本书可作为“通信与网络”课程的教材或参考书。本书也可

经裁剪作为“通信原理”（使用第1～7 章）、“通信网技术”（使用第1 章，第8～12 章）等课

程的教材或参考书。此外，本书可作为希望学习通信相关入门技术的工程技术人员的辅助

参考读物，还可作为通信类相关课程教师的参考书。希望读者通过学习本书，能够掌握信

息传输的关键技术及其背后的理论或启发式思想，具备理论建模、分析、设计、优化和评

估简单信息传输系统的能力，并具备深入学习进一步相关知识，进而在信息传输系统领域

进行探索创新的能力。

多年来，担任助教工作的研究生和参与课程学习的本科生对教材内容、组织架构，以

及教学、作业和试题难度调整等提出了许多意见和建议，作者在此一并表示感谢。

本书编写团队

2024 年国庆假期

于清华园