5G Massive MIMO에서 가우스(Gauss)와 샤논(Shannon)이 동전 한 닢에서 만남

Meeting of Gauss and Shannon at Coin Leaf in 5G Massive MIMO

천재수학자 가우스와 통신 공학자 샤논은 창의적인 아이디어 모티베이션(motivation)을 어디에서 가져왔을까. 정답은 동전 한 잎이다. 가우스는 1부터 100까지 합을 구하는 문제에서 창의적인 아이디어를 찾았다. 이것은 동전 한 잎을 던졌을 때 나올 확률 값 분포 곡선과 같다. 샤논은 가우스 확률 분포를 확장하여 엔트로피(Entropy)를 정의했는데, Source 심볼과 그 역수(Reciprocal) 대수를 취하여 가중평균을 구했다. 가우스와 샤논은 똑같이 <동전 한 잎>에서 만났다. 본고에서는 이점에 착안, 가우스 분포와 샤논 엔트로피를 쉽게 증명한다. 그 응용예로 제주 정낭 채널 용량과 천이확률을 구했는데, 동등한 천이확률이 1/2 일때 샤논 채널 용량은 1이됨을 밝혔다.

A genius "Prince of Mathematician" Gaussian and "Father of Communication" Shannon comes up with the creative idea of motivation to meet each other? The answer is a coin leaf. Gaussian found some creative ideas in the matter of obtaining a sum of 1 to 100. This is the same as the probability distribution curve when a coin leaf is thrown. Shannon extended the Gaussian probability distribution to define the entropy, taking the source symbol and the reciprocal logarithm to obtain the weighted average. These where the genius Gaussian and Shannon meet in the same coin leaf. This paper focuses on this point, and easily proves Gaussian distribution and Shannon entropy. As an application example, we have obtained the capacity and transition probability of Jeongju seminal vesicle, and the Shannon channel capacity is 1 when the equivalent transition probability is 1/2.