理论地基 · 四部曲#
从环境到群体：无线智能网络缺失的四层理论地基。
作者：Zhang Linghao（National University of Singapore & Nanjing University of Posts and Telecommunications）
联系：zhangczssx@gmail.com · zhanglinghao@u.nus.edu
这个站点有两层用途。第一层是入门：导览篇画出无线通信领域的全貌和各个前沿方向卡在哪里，预备篇从本科水平讲起，把读懂四部所需的基础讲透。第二层是一个研究纲领：四部沿着"环境 → 信道 → 任务 → 网络 → 群体"这条线，把"AI 原生网络"底下还没有定理的地方系统地暴露出来。每一部都由浅入深，先讲清已有的科学（经典定理与谱系），再指出真正的空白（前沿开放问题），最后给出可操作的研究纲领。
体系总图#
flowchart TB
G["导览篇 · 领域画像<br/>领域地图 · 学习路径 · 开篇之作<br/>时间线与标准 · 八条线索 · 方向的生命周期<br/><i>先看全局，再选读法</i>"]
P0["预备篇 · 基础教程<br/>信道 · 天线 · 信息论 · 网络 · 优化 · 强化学习<br/><i>从本科水平走到能读前沿</i>"]
P1["第一部 · 环境的科学<br/>环境 ↔ 信道映射的本质<br/><i>信道随机性是认识论的，不是本体论的</i>"]
P2["第二部 · 链的定理<br/>环境—信道—业务的关系链<br/><i>E → h → y → T，把箭头变成定理</i>"]
P3["第三部 · 网络的优化论<br/>资源优化 × 边缘计算的基本限<br/><i>预测的价目表 · 协同的最小话费 · 分层的代价</i>"]
P4["第四部 · 群体的决策论<br/>网络智能 × 多智能体协同<br/><i>信息结构相图 · 协作的信息论 · 学习动力学</i>"]
G -.导航.-> P0
P0 -.基础支撑.-> P1
P1 --> P2 --> P3 --> P4
P4 -.->|"谁去感知环境"| P1怎么读这张图：最上面的导览篇不讲新的理论，负责画地图、给读法；实线是四部层层递进的主线；从第四部回到第一部的虚线是全书的闭环。当感知分布在许多节点上，"谁去测环境、测多密、测完给不给别人看"本身就是一个群体决策问题，详见第四部第 9 章末节。
导览篇画地图，预备篇打基础，四部对应四层追问，层层递进：
| 篇/部 | 追问 | 核心对象 |
|---|---|---|
| 导览篇 · 领域画像 | 无线通信领域长什么样，前沿卡在哪里？ | 五层地图、前沿方向、学习路径、开篇之作、时间线与标准、八条线索、方向的生命周期 |
| 预备篇 · 基础教程 | 读懂四部需要哪些基础？ | 信道、天线、信息论、网络、优化、RL |
| 第一部 · 环境的科学 | 信道从哪里来？ | 环境→信道映射 \(\Phi:\mathcal{E}\to\mathcal{H}\) |
| 第二部 · 链的定理 | 信道知识如何变成业务价值？ | 链 \(\mathcal{E}\to h\to y\to T\) |
| 第三部 · 网络的优化论 | 资源分配的基本限在哪？ | 不确定性、通信复杂度、分层 |
| 第四部 · 群体的决策论 | 许多智能体如何协同？ | 信息结构、博弈动力学、群体极限 |
怎么读#
- 零基础起步：先读导览篇的领域地图和学习路径，再读预备篇相应章（每章末尾的「通往前沿」会告诉你它接到四部的哪里）。
- 系统学习：按第一部 → 第四部顺读；每部内部按章号顺读，均为"直觉 → 定义 → 定理 → 前沿 → 开放问题"的坡度。
- 找研究选题：直接看每部收官章的「研究纲领」与各章的「开放问题」小节；开放问题总表把四部各自缺的定理和 35 章章末的开放问题编成了一张索引，附每章的条数与状态。
- 看概念怎样串起来：同一个想法常在好几部里换着名字出现。八条线索把贯穿全站的八个问题各自串成一条由浅入深的阅读路径；第一至四部每章末尾的"跨部连线"框也标出了本章在哪几条线索上、接到别的部的哪里。
- 查一个概念：用顶栏搜索（全站统一索引）；记号与术语另有两张总表——符号表标出同一字母在各章的不同含义，术语表给核心术语一句话解释和首次出现的位置。
- 看四部怎样连成一个体系：读第四部第 9 章末节"全站收尾"。那里把四部各自缺的定理并成一张表，写出它们共用的元命题（AI 原生网络缺的不是算法，是 converse），并用一张闭环图把环境、链、网络、群体接回"谁去感知环境"。
诚实声明与状态标签#
全站用方括号标签标明每个结论的来历和把握程度。读一句话之前先看它的标签，就知道它是文献里的定理、本站自己的推导，还是尚待核对的转述。
| 标签 | 含义 | 读者该怎么对待 |
|---|---|---|
| 【已解决】【已解决（经典）】 | 文献中已有定理或公认结果，均给出处 | 可以直接引用，出处见该章参考文献 |
| 【部分结果】 | 文献只解决了部分情形，或只证了一个方向 | 注意限定条件，不能推广成一般结论 |
| 【开放】 | 截至各章写作时（2026 年 8–10 月）没有定理的问题。一部分是文献公认的开放问题，另一部分是本站原创提出的问题形式化（如第一部的"四个基本问题"），后者会明确标注 | 研究选题的来源 |
| 【本站演算】 | 本站自己完成的推导或数值计算，已独立复算 | 数字可以复现；它是本站的结果，不是文献结论 |
| 【本站提法】【本站原创】 | 本站提出的概念、问题形式化或组织框架 | 是观点和提问方式，不是定理 |
| 【探索·本站提法】 | 文献很薄之处的探索性提法 | 当作研究假设来读 |
| 【表述待核】 | 引用内容本站未能逐字核对原文，例如只读到摘要或二手转述 | 正式引用前请回原文核对 |
| 【二手已核】【已核实·二手】 | 经可靠的二手来源核对过，未读原文 | 与【表述待核】类似，但把握更大 |
| 【预印本·未评审】 | 出处是尚未经过同行评审的预印本 | 结论可能改变 |
参考文献均经联网核验后引用；如发现错漏，以原文为准。
关于这本书#
这是一本开放的电子书。预备篇和四部共 46 章，约 63 万汉字，另有导览篇 6 页和符号表、术语表、开放问题总表 3 份附录。它写给学过高数、线性代数、概率和信号与系统的本科高年级学生和研究生，也写给想找研究方向的人。书里不出习题，篇幅都花在三件事上：把概念和推导讲透，把各部分之间的联系讲清楚，把前沿还缺什么摆出来。
全书的源文件、统计图的生成脚本和三份附录的生成工具都在 GitHub 仓库里。发现错误或有建议，欢迎在仓库里提 Issue，也可以发邮件给作者（地址见本页开头）。正文与图采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可：转载和改编请署名，不得用于商业目的，改编后的作品须以相同许可发布。
2026-08 起笔，2026-09 四部完稿。