叢書序

20世紀30年代，英國學者李約瑟（Joseph Needham）曾提出這樣的疑問：為什么在公元前1世紀到公元15世紀期間，中國文明在獲取自然知識并將其應用于人的實際需要方面要比西方文明更有成效？然而，為什么近代科學蓬勃發展沒有出現在中國？這就是著名的“李約瑟難題”，也稱“李約瑟之問”。對這個“難題”的理解與回答，中外學者見仁見智。有一種觀點認為，在人類探索客觀世界的漫長歷史中，技術發明曾經長期早于科學研究。古代中國的種種技術應用，更多地來自匠人經驗知識的工具化，而不是學者科學研究的產物。

近代以來，科學研究的累累碩果帶來了技術應用的爆發和社會的進步。力學、熱學基礎理論的進步，催生了第一次工業革命；電磁學為電力的應用提供了理論依據，開啟了電氣化時代；香農（Shannon）創立了信息論，為信息與通信產業奠定了理論基礎。如今，重視并加強基礎研究已經形成一種共識。在攀登信息通信技術高峰的30多年中，華為公司積累了大量成功的工程技術經驗。在向頂峰進發的當下，華為深刻認識到自身理論研究的不足，亟待基礎理論的突破來指導工程創新，以實現技術持續領先。

“華為數據通信·基礎理論系列”正是基于這樣的背景策劃的。2019年年初，華為公司數據通信領域的專家們從法國驅車前往位于比利時魯汶的華為歐洲研究院，車窗外下著大雨，專家們在車內熱烈討論數據通信網絡的難點問題，不約而同地談到基礎理論突破的困境。由于具有“統計復用”和“網絡級方案”的屬性，數據通信領域涉及的理論眾多，如隨機過程與排隊論、圖論、最優化理論、信息論、控制論等，而與這些理論相關的圖書中，適合國內從業者閱讀的中文版很少。華為數據通信產品線研發部總裁劉少偉當即表示，我們華為可以牽頭，與業界專家一起策劃一套叢書，一方面挑選部分經典圖書引進翻譯，另一方面系統梳理我們自己的研究成果，讓從業者及相關專業的高校老師和學生能更系統、更高效地學習理論知識。

在規劃叢書選題時，我們考慮到隨著通信技術和業務的發展，網絡的性能受到了越來越多的關注。在物理層，性能的關鍵點是提升鏈路或者Wi-Fi信道的容量，這依賴于摩爾定律和香農定律；網絡層主要的功能是選路，通常路徑上鏈路的瓶頸決定了整個業務系統所能實現的最佳性能，所以網絡層是用戶業務體驗的上界，業務性能與系統的瓶頸息息相關；傳輸層及以上是用戶業務體驗的下界，通過實時反饋精細調節業務的實際發送，網絡性能易受到網絡服務質量（如時延、丟包）的影響。因此，從整體網絡視角來看，網絡性能提升優化是對“業務要求+吞吐率+時延+丟包率和函數”多目標函數求最優解的過程。為此，首期我們策劃了《排隊論基礎（第5版）》（Fundamentals of Queueing Theory，Fifth Edition）、《網絡演算：互聯網確定性排隊系統理論》（Network Calculus: A Theory of Deterministic Queuing Systems for the Internet）和《MIMO-OFDM技術原理》這三本書，前兩本介紹與網絡服務質量保障相關的理論，后一本介紹與Wi-Fi空口性能研究相關的技術原理。

由美國喬治·華盛頓大學榮譽教授唐納德·格羅斯（Donald Gross）和美國喬治·梅森大學教授卡爾·M.哈里斯（Carl M. Harris）撰寫的《排隊論基礎》自1974年第1版問世以來，一直是排隊論領域的權威指南，被國外多所高校列為排隊論、組合優化、運籌管理相關課程的教材，其內容被7000余篇學術論文引用。這本書的作者在將排隊論應用于多個現實系統方面有豐富的實踐經驗，并在40多年來不斷豐富和優化圖書內容。本次引進翻譯的是由美國喬治·梅森大學教授約翰·肖特爾（John F. Shortle）、房地美公司架構師詹姆斯·M.湯普森（James M. Thompson）、唐納德·格羅斯和卡爾·M.哈里斯于2018年更新的第5版。由讓–伊夫·勒布代克（Jean-Yves Le Boudec）和帕特里克·蒂蘭（Patrick Thiran）撰寫的《網絡演算：互聯網確定性排隊系統理論》一書于2002年首次出版，是兩位作者在洛桑聯邦理工學院從事網絡性能分析研究、系統應用時的學術成果。這本書出版多年來，始終作為網絡演算研究者的必讀書目，也是網絡演算學術論文的必引文獻。讓–伊夫·勒布代克教授的團隊在2018年開始了進行針對時間敏感網絡的時延上界分析，其方法就脫胎于《網絡演算：互聯網確定性排隊系統理論》這本書的代數理論框架。本次引進翻譯的是作者于2019年10月更新的最新版本，書中詳細的理論介紹和系統分析，對實時調度系統的性能分析和設計具有指導意義。

《MIMO-OFDM技術原理》的作者是華為WLAN LAB以及華為特拉維夫研究中心的專家多倫·埃茲里（Doron Ezri）博士和希米·希洛（Shimi Shilo）。從2007年起，多倫·埃茲里一直在特拉維夫大學教授MIMO-OFDM技術原理的研究生課程，這本書就是基于該課程講義編寫的中文版本。相比其他MIMO-OFDM圖書，書中除了給出MIMO和OFDM原理的講解外，作者團隊還基于多年的工程研究和實踐，精心設計了豐富的例題，并給出了詳盡的解答，對實際無線通信系統的設計有較強的指導意義。讀者通過對例題的研究，可進一步深入地理解MIMO-OFDM系統的工程約束和解決方案。

數據通信領域以及整個ICT行業的研究最顯著的特點之一是實用性強，理論要緊密結合實際場景的真實情況，通過具體問題具體分析，才能做出真正有價值的研究成果。眾多學者看到了這一點，走出了象牙塔，將理論用于實踐，在實踐中豐富理論，并在著書時鮮明地體現了這一特點。本叢書書目的選擇也特別注意了這一點。這里我們推薦一些優秀的圖書，比如，排隊論方面，可以參考美國卡內基·梅隆大學教授莫爾·哈肖爾–巴爾特（Mor Harchol-Balter）的Performance Modeling and Design of Computer Systems: Queueing Theory in Action（中文版《計算機系統的性能建模與設計：排隊論實戰》已出版）；圖論方面，可以參考加拿大滑鐵盧大學兩位教授約翰·阿德里安·邦迪（John Adrian Bondy）和烏帕魯里·西瓦·拉馬錢德拉·莫蒂（Uppaluri Siva Ramachandra Murty）合著的Graph Theory；優化方法理論方面，可以參考美國加州大學圣迭戈分校教授菲利普·E.吉爾（Philip E.Gill）、斯坦福大學教授沃爾特·默里（Walter Murray）和紐約大學教授瑪格麗特·H.懷特（Margaret H. Wright）合著的Practical Optimization；網絡控制優化方面，推薦波蘭華沙理工大學教授米卡爾·皮奧羅（Michal Pioro）和美國密蘇里大學堪薩斯分校的德潘卡·梅迪（Deepankar Medhi）合著的Routing, Flow, and Capacity Design in Communication and Computer Networks；數據通信網絡設備的算法設計原則和實踐方面，則推薦美國加州大學圣迭戈分校教授喬治·瓦爾蓋斯（George Varghese）的Network Algorithmics: An Interdisciplinary Approach to Designing Fast Networked Devices；等等。

基礎理論研究是一個長期的、難以快速變現的過程，幾乎沒有哪個基礎科學理論的產生是由于我們事先知道了它的重大意義與作用從而努力研究形成的。但是，如果沒有基礎理論的突破，眼前所有的繁華都將是鏡花水月、空中樓閣。在當前的國際形勢下，不確定性明顯增加，科技對抗持續加劇，為了不受制于人，更為了幫助全面提升我國的科學技術水平，開創未來30年的穩定發展局面，重視基礎理論研究迫在眉睫。為此，華為公司將繼續加大投入，將每年20%~30%的研發費用用于基礎理論研究，以提升通信產業的原始創新能力，真正實現“向下扎到根”。華為公司也愿意與學術界、產業界一起，為實現技術創新和產業創新打好基礎。

首期三本書的推出只是“華為數據通信·基礎理論系列”的開始，我們也歡迎各位讀者不吝賜教，提出寶貴的改進建議，讓我們不斷完善這套叢書。如有任何建議，請您發送郵件至networkinfo@huawei.com，在此表示衷心的感謝。