தகவல் கோட்பாடு மற்றும் குறியீட்டு முறை நவீன தகவல் தொடர்பு அமைப்புகளின் முதுகெலும்பாக அமைகிறது, மேலும் தொலைத்தொடர்பு பொறியியலில் உறவினர் என்ட்ரோபி மற்றும் பரஸ்பர தகவல் போன்ற கருத்துகளைப் புரிந்துகொள்வது முக்கியமானது. இந்த ஆழமான ஆய்வில், இந்த அடிப்படைக் கருத்துக்கள், அவற்றின் பயன்பாடுகள் மற்றும் தொலைத்தொடர்பு உலகில் நிஜ-உலகப் பொருத்தம் ஆகியவற்றை நாங்கள் குறைத்து மதிப்பிடுவோம்.
உறவினர் என்ட்ரோபி
Relative entropy, Kullback-Leibler divergence என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது இரண்டு நிகழ்தகவு விநியோகங்களுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டை அளவிடும் தகவல் கோட்பாட்டில் ஒரு அடிப்படைக் கருத்தாகும். ஒரு நிகழ்தகவு விநியோகம் இரண்டாவது, எதிர்பார்க்கப்படும் நிகழ்தகவு விநியோகத்திலிருந்து எவ்வாறு வேறுபடுகிறது என்பதை இது கணக்கிடுகிறது.
கணித ரீதியாக, உறவினர் என்ட்ரோபி பின்வருமாறு வரையறுக்கப்படுகிறது:
D KL (P||Q) = ∫ p(x) log 2 (Πp(x)/q(x)) dx
P மற்றும் Q இரண்டு நிகழ்தகவு விநியோகங்கள் மற்றும் p(x) மற்றும் q(x) ஆகியவை இரண்டு விநியோகங்களின் நிகழ்தகவு நிறை செயல்பாடுகளாகும். x இன் அனைத்து சாத்தியமான மதிப்புகளிலும் ஒருங்கிணைப்பு எடுக்கப்படுகிறது.
ரிலேட்டிவ் என்ட்ரோபி தொலைத்தொடர்புகளில் சேனல் குறியீட்டு முறை, மூலக் குறியீட்டு முறை மற்றும் புள்ளிவிவர அனுமானம் போன்ற பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. சேனல் கோடிங்கில், ரிலேடிவ் என்ட்ரோபி ஒரு சேனலின் திறனை மதிப்பிட உதவுகிறது, அதே சமயம் மூலக் குறியீட்டில், திறமையான சுருக்க வழிமுறைகளை வடிவமைப்பதில் இது உதவுகிறது. புள்ளிவிவர அனுமானத்தில், மாதிரி தேர்வு மற்றும் அளவுரு மதிப்பீட்டிற்கு உறவினர் என்ட்ரோபி பயன்படுத்தப்படுகிறது.
பரஸ்பர தகவல்
பரஸ்பர தகவல் என்பது இரண்டு சீரற்ற மாறிகளுக்கு இடையே உள்ள பரஸ்பர சார்புநிலையை அளவிடும் தகவல் கோட்பாட்டில் மற்றொரு இன்றியமையாத கருத்தாகும். ஒரு சீரற்ற மாறியைப் பற்றிய தகவல்களை மற்றொரு சீரற்ற மாறியிலிருந்து பெறலாம் என்பதை இது கணக்கிடுகிறது.
கணித ரீதியாக, பரஸ்பர தகவல் பின்வருமாறு வரையறுக்கப்படுகிறது:
I(X;Y) = ∫∫ p(x, y) பதிவு 2 (Πp(x, y)/(p(x)p(y))) dx dy
X மற்றும் Y இரண்டு சீரற்ற மாறிகள் மற்றும் p(x, y) என்பது கூட்டு நிகழ்தகவு நிறை செயல்பாடு, p(x) மற்றும் p(y) ஆகியவை முறையே X மற்றும் Y இன் தனிப்பட்ட நிகழ்தகவு நிறை செயல்பாடுகளாகும். x மற்றும் y இன் சாத்தியமான அனைத்து மதிப்புகளிலும் இரட்டை ஒருங்கிணைப்பு எடுக்கப்படுகிறது.
பரஸ்பர தகவல் தொலைத்தொடர்பு பொறியியலின் பல்வேறு அம்சங்களில் பயன்பாடுகளைக் கண்டறியும், இதில் சேனல் திறன், பிழை திருத்தம் குறியீட்டு முறை மற்றும் பண்பேற்றம் திட்டங்கள் ஆகியவை அடங்கும். சேனல் திறனில், பரஸ்பர தகவல், தகவல்தொடர்பு சேனலில் நம்பகத்தன்மையுடன் தகவல் பரிமாற்றப்படும் அதிகபட்ச விகிதத்தை தீர்மானிக்கிறது. பிழை திருத்தக் குறியீட்டில், பிழைகளைத் திறம்பட சரிசெய்யக்கூடிய வலுவான குறியீடுகளை வடிவமைக்க உதவுகிறது. பண்பேற்றம் திட்டங்களில், திறமையான தரவு பரிமாற்றத்திற்கான பண்பேற்றம் மற்றும் டிமாடுலேஷன் நுட்பங்களின் தேர்வை மேம்படுத்துவதில் பரஸ்பர தகவல் உதவுகிறது.
நிஜ-உலகப் பொருத்தம்
உறவினர் என்ட்ரோபி மற்றும் பரஸ்பர தகவல்களின் கருத்துக்கள் வெறும் கோட்பாட்டு கட்டமைப்புகள் அல்ல; தொலைத்தொடர்பு அமைப்புகளின் நடைமுறைச் செயலாக்கத்தை வடிவமைப்பதில் அவை முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன.
வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்பு அமைப்புகளில், அலைவரிசை மற்றும் ஆற்றல் வளங்கள் குறைவாக இருக்கும், பரஸ்பர தகவலைப் புரிந்துகொள்வது உயர் நிறமாலை செயல்திறனை அடைவதற்கு இன்றியமையாதது. பரஸ்பர தகவல் பரிசீலனைகளின் அடிப்படையில் பண்பேற்றம் வடிவங்கள் மற்றும் குறியீட்டு திட்டங்களை மேம்படுத்துவதன் மூலம், கிடைக்கக்கூடிய ஆதாரங்களின் கட்டுப்பாடுகளுக்குள் அதிக தரவு விகிதங்களை வழங்கும் வயர்லெஸ் அமைப்புகளை பொறியாளர்கள் வடிவமைக்க முடியும்.
மேலும், தரவு சுருக்க மற்றும் சேமிப்பக அமைப்புகளில், அத்தியாவசியத் தகவலைப் பாதுகாக்கும் அதே வேளையில் தரவு பணிநீக்கத்தைக் குறைக்கும் திறமையான சுருக்க வழிமுறைகளை உருவாக்க தொடர்புடைய என்ட்ரோபியின் கொள்கைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தொடர்புடைய என்ட்ரோபியின் நுண்ணறிவுகளை மேம்படுத்துவதன் மூலம், சுருக்க விகிதம் மற்றும் மறுகட்டமைப்பு நம்பகத்தன்மை ஆகியவற்றுக்கு இடையே சமநிலையை ஏற்படுத்தும் சுருக்க நுட்பங்களை பொறியாளர்கள் உருவாக்க முடியும், இது மிகவும் பயனுள்ள தரவு சேமிப்பு மற்றும் பரிமாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கும்.
ஒட்டுமொத்தமாக, தொடர்புடைய என்ட்ரோபி மற்றும் பரஸ்பர தகவல்கள் தொலைத்தொடர்பு அமைப்புகளின் வடிவமைப்பு, தேர்வுமுறை மற்றும் பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றில் தகவலறிந்த முடிவுகளை எடுப்பதற்கான அடிப்படை கருவிகளாக செயல்படுகின்றன. இந்தக் கருத்துகளைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், பொறியாளர்கள் தகவல் தொடர்பு நெட்வொர்க்குகளின் செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்த முடியும், இறுதியில் நவீன தொலைத்தொடர்புகளின் முன்னேற்றத்திற்கு பங்களிக்க முடியும்.