×
科目A|基礎理論

シャノンの定理 | 応用情報技術者試験

シャノンの定理とは

シャノンの定理(しゃのんのていり)とは、通信回線の性能やノイズの多さに応じて、「その回線を使って、どれだけのデータを誤りなく送ることができるか」という限界値(最大通信速度)を数学的に証明した定理です。「通信路符号化定理」とも呼ばれます。どれほど優れた技術を使っても、ノイズ(雑音)が存在する回線においては、この定理が示す限界のスピード(通信容量)を超えてデータを完璧に送ることはできません。現代のインターネット回線や光ファイバー、5Gなどのモバイル通信において、ノイズに負けない最適な通信速度の設計や、エラーを防ぐための仕組みを作る際の最も重要な物理的・数学的な道しるべとなっています。

具体例

日常の会話に例えてシャノンの定理の考え方を説明します。
【静かな部屋での会話】
ノイズがほとんど無いため、早口(高速な通信)で話しても、相手は内容を正しく聞き取れます。

【騒がしい居酒屋での会話】
周囲の雑音(ノイズ)が大きいため、早口で話すと聞き取れません。聞き間違いを防ぐためには、
声を大きくし、一言ずつゆっくり(低速な通信)話す必要があります。