“语义通信”专题1面向函数计算的信息论和编码孙秀芳,崔若璞,张儒泽,白洋,光炫*(南开大学,天津300071)【摘要】在云计算、大数据、物联网和人工智能的共同刺激下,数据量在不断膨胀。经典的香农信息论仅着眼于“语法”层次,即传输信息符号的准确程度如何,且各类信息的编码均面向人类,如文本、图像、语音、视频等。数据和智能时代各类信息的编码或面向智能体,目的为某种任务的达成或功能的实现,其注重“语义”和“语用”层次,这些均可看作信息的运算、量化等函数计算。因此,提出并讨论了面向函数计算的信息论和编码。主要论述三个方面的内容,首先是分布式函数压缩,考虑相关信源下的算术和函数压缩系统,基于图染色的方法,完全刻画了模型的压缩容量;其次是网络函数计算,考虑在任意的网络上计算任意目标函数,使用割集强划分的方法,得到了一个新的基于割集的“普适”上界,这是目前最好的“普适”上界;最后是信息论安全网络函数计算,考虑任意网络上计算任意目标函数,并且满足任意给定的安全性限制,采用信息论和图论等知识,刻画了安全计算容量的一个上界,并提出了一个线性的函数计算安全网络编码的构造方案,从而得到了安全计算容量的一个下界。【关键词】信息论;编码理论;网络函数计算;分布式函数压缩;信息论安全网络函数计算;语义通信的数学基础doi:10.3969/j.issn.1006-1010.20231225-0001中图分类号:TN929.5OSID:文献标志码:A文章编号:1006-1010(2024)02-0056-07引用格式:孙秀芳,崔若璞,张儒泽,等.面向函数计算的信息论和编码[].移动通信,2024,48(2):56-62.SUNXiufang,CUIRuopu,ZHANGRuze,etal.InformationTheoryandCodingforFunctionComputation[JJ.MobileCommunications,2024,48(2):56-62.扫描二维码与作者交流InformationTheoryandCodingforFunctionComputationSUNXiufang,CUIRuopu,ZHANGRuze,BAIYang,GUANGXuan(NankaiUniversity,Tianjin300071,China)[Abstract][Keywords]收稿日期:2023-12-25*基金项目:国家重点研发计划课题“非线性信息论和函数计算的编解码研究”(2023YFA1009604);国家自然科学基金“收缩网络纠错编码”(62171238);天津市普通高等学校本科教学改革与质量建设研究计划项目“跨学科基础课程融合建设的探索与研究”(B231005528)**通信作者56移动通信2024年2月第2期Motivatedbycloudcomputing,bigdata,InternetofThings,andartificialintelligence,theamountofdatacontinuestoex...