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信息时代的卡诺:离散对称信道

统计力学 2008-07-29 v1 信息论 math.IT

摘要

将通信信道建模为热系统,会导致哈密顿量成为温度的显式函数。前两位作者最近将热力学第二定律推广到包含温度依赖能级的系统:dQ=TdS+<dE/dT>dTdQ=TdS+<d\mathcal{E}/dT>dT,其中 {<><\cdot>} 表示对玻尔兹曼分布取平均,并重新计算了流行的高斯信道的互信息及其他主要性质。本文利用推广的热力学第二定律,显式计算了二元对称信道以及由4个输入/输出(I/O)符号构成的离散对称信道的互信息。对于等概率I/O,所研究信道的互信息具有非常简单的形式:γU(γ)0β-\gamma U(\gamma)|_0^\beta,其中 UU 表示信道的内能。我们证明,这种简单的互信息形式适用于具有等概率I/O符号的一类离散无记忆对称通信信道。

关键词

引用

@article{arxiv.0807.4322,
  title  = {Carnot in the Information Age: Discrete Symmetric Channels},
  author = {Ido Kanter and Ori Shental and Hadar Efraim and Nadav Yacov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0807.4322},
  year   = {2008}
}