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1[7급 국가직 통신이론] 25년 1회차
다음과 같은 이진 대칭 채널을 통해 이진 정보 비트를 동일하게 세 번 반복하여 전송하고, 수신된 세 개의 비트들에 대해 다수결 원칙 기반 복호를 한다고 할 때, 평균 정보 비트 오류 확률은? (단, 정보 비트 0과 1의 발생 확률은 같고, 교차 확률 pp는 0<p<10\lt p\lt 1이다)

문제 이미지
1
2p2−3p32p^2-3p^3
2
3p2−2p33p^2-2p^3
3
2p2−2p32p^2-2p^3
4
3p2−3p33p^2-3p^3
해설

3회 반복 부호를 다수결로 복호하면 세 비트 중 2개 이상이 반전될 때만 오류가 나므로, 평균 오류 확률은 3p2−2p33p^2-2p^3이다.

각 비트는 독립적으로 확률 pp로 반전된다. 정확히 2개가 반전될 확률과 3개 모두 반전될 확률을 더한다.

Pe=(32)p2(1−p)+p3P_e=\binom{3}{2}p^2(1-p)+p^3
=3p2−3p3+p3=3p2−2p3=3p^2-3p^3+p^3=3p^2-2p^3

채널이 대칭이므로 0을 보낼 때와 1을 보낼 때의 오류 확률이 같아, 두 비트의 발생 확률로 평균해도 같은 값이 된다.

  • 2p2−3p32p^2-3p^3: 두 비트 반전 경우의 수와 세 비트 반전 항을 모두 잘못 처리한 식으로, 이항 전개 결과와 맞지 않는다.
  • 2p2−2p32p^2-2p^3: 두 비트 반전 경우의 수를 3이 아닌 2로 세고 p3p^3 항도 빠뜨린 2p2(1−p)2p^2(1-p)이다.
  • 3p2−3p33p^2-3p^3: 정확히 2개 반전 항 3p2(1−p)3p^2(1-p)만 더하고 3개 모두 반전되는 p3p^3 항을 빠뜨렸다.

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