一种用于时空信息语义价值的信息论度量

随着网络规模与数据量的爆发式增长，无线通信正面临日益严峻的频谱资源限制。语义通信因传输面向任务的重要语义信息而非原始数据，已成为打破带宽瓶颈的一种有前景范式。在实际实时无线应用中，信息的语义根据信源内在动态与环境外在动态呈现出多样的空间与时间相关性。受此观察启发，本文提出一种新的信息论度量来量化时空信息的语义价值。具体而言，基于互信息提出一种信息语义价值（SVoI）框架，其刻画了利用过去语义时空相关观测预测未知系统状态时不确定性的减少量。针对一般高斯马尔可夫模型，推导了 SVoI 的闭式表达式。进一步从解析上研究了可分离与耦合的时空相关性对 SVoI 的影响。通过数值仿真验证了 SVoI 及其边界的理论分析。所提 SVoI 度量联合捕获了信源语义时空相关性、信息时效性与信道条件的影响，可作为下一代语义感知通信系统设计的有效优化目标。