自2000年后，网络信息论作为一个新的信息学科的发展方向，备受国际学术界的关注。在北美一些著名的大学，如MIT、Stanford、UCSD 和加拿大的Waterloo等先后开设了网络信息论的研修课程，致力于介绍从事该研究所必需的理论基础和一些最新的研究成果，以推动整个信息学科向网络化、系统化和最优化发展，并使之更靠近工程应用的需求。

　　在这种科学研究逐步国际化的大背景下，我们自2003年开始关注这一国际学术动态，并及时跟进，开展了部分研究。在2004年、2005年和2006年，作者所领导的研究组连续三年得到国家自然科学基金和国家863项目的支持，使得我们有机会开展高水平的前沿性课题研究，在网络编码、跨层设计以及网络容量估计等方面取得一系列国际领先的科研成果。在2006年和2007年，作者在为清华大学电子工程系通信与信息系统专业硕士生和博士生开设的通信学科前沿课中，多次讲解“网络信息论的历史与发展”、“无线网络中网络编码理论”等。为进一步推动和培养从事该研究方向的专业人才，2007年，作者在清华大学电子工程系为高年级的本科生开设了“网络信息论”的研究性课程。本教材是近几年这些讲稿经过细致化后所形成的版本，它包括我们对国际研究动态的部分调研资料和作者所领导的研究组的一些研究成果。 我们希望本教材的出版可以起到抛砖引玉的作用，帮助我国从事该研究方向的学者、专家以及广大的研究生尽快熟悉该研究领域所需要的基础知识，了解国际研究动态，把握研究主流课题，找到合适的研究切入点，为提升我国在这一新的研究领域的国际地位奠定基础。

本书的特色主要体现在以下几个方面：

（1） 从学科发展的角度，指出了网络信息论研究的三个重要问题。

（2） 从应用的角度，通过大量的例子，并利用网络信息论的观点解释了现代通信理论发展中几个重要研究方向的形成，以及它们未来的发展方向。

（3） 系统介绍了从事现代网络信息论研究的基础。

（4） 在介绍传统网络信息论成果的基础上，介绍了现代网络信息论的几个重要发展方向和重要研究课题，如数字喷泉编码、网络编码以及跨层设计理论等。

（5） 作为一本高级科普读物，本书从理论上解释了网络信息论在未来通信系统中的潜在价值。

　　本书的主要内容组织如下：

第1章介绍了网络信息论研究的三个基本问题，并对网络信息论的发展历史进行了简单的回顾，同时利用网络信息论的观点，对一些信息学科发展历史中里程碑性的研究课题进行了分析和解剖，意在展现网络信息论的研究价值。第2章和第3章是介绍网络信息论研究的基础知识。例如，第2章介绍了古典Shannon信息论以及信道容量计算理论。第3章介绍了图论的一些基础知识以及关于网络流的最大流最小割定理。第4章主要介绍了传统网络信息论有关简单网络的容量分析结果。第5章对多址接入网络的容量进行了归纳总结。在第6章，从应用实现的角度介绍了网络编码的部分结果，和Raymond Yeung等编著的“网络编码”一书在内容上有很大的差别。在此，我们用了较多篇幅解释网络编码发展的多个研究层面。第7章介绍了数字喷泉编码技术，旨在推动我国这方面的研究进展。第8章介绍了跨层设计的几个重要研究方向，并通过一些例子介绍跨层设计思想的应用，最后对跨层优化设计未来的主要研究方向进行了归纳和总结。由于本学科的飞速发展，我们无法概括网络信息论涉及的所有内容，在此作者根据自己的观察将网络信息论涉及的基本问题予以简明的介绍，希望读者能通过阅读本书，对网络信息论的基本概貌有更深层次的了解。

　　借本书出版之际，向多年来一直关心我、培养我的博士生导师冯重熙教授致以衷心的感谢，他的指点和培养使我有机会接触到现代通信学科的研究精髓。感谢清华大学电子工程系，它为我提供了一个好的研究平台，使得我和我的研究组能够不断地学习与探索，保持与国际同行的交流与合作。感谢在“无线信息系统理论研究室”进行学习和从事科研的研究生们。感谢国家自然科学基金项目No. 60472030、No. 60572085和国家863项目No. 2006AA01Z211的支持。最后，感谢我的妻子和孩子的理解、支持和鼓励。

樊平毅

2008年8月于清华园