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1[국회직 9급 통신이론] 19년 1회차
다음 그림과 같은 수신 신호 밀도함수를 갖는 4-ary 전송 시스템에서 신호 X1X_{1}, X2X_{2}, X3X_{3}, X4X_{4}를 각각 ±A/2± A / 2 및 ±3A/2± 3 A / 2의 크기로 보내고자 한다. X1X_{1}, X2X_{2}, X3X_{3}, X4X_{4}가 발생할 확률이 모두 같다고 가정할 때, 오류가 나올 확률 PϵP_{\epsilon}을 옳게 계산한 것은? (단, σ2\sigma^{2}_{}은 잡음전력이다.)
문제 이미지
1
Pϵ=Q (A2σ)P_{\epsilon} = Q \, \left( \frac{A}{2 \sigma} \right)
2
Pϵ=Q (Aσ)P_{\epsilon} = Q \, \left( \frac{A}{\sigma} \right)
3
Pϵ=32Q (A2σ)P_{\epsilon} = \frac{3}{2} Q \, \left( \frac{A}{2 \sigma} \right)
4
Pϵ=32Q (Aσ)P_{\epsilon} = \frac{3}{2} Q \, \left( \frac{A}{\sigma} \right)
5
Pϵ=2Q (A2σ)P_{\epsilon} = 2 Q \, \left( \frac{A}{2 \sigma} \right)
해설

네 신호의 오류 확률을 평균하면 Pϵ=32Q(A2σ)P_{\epsilon}=\dfrac{3}{2}Q\left(\dfrac{A}{2\sigma}\right)이다.

판정 경계는 인접 신호의 중간인 −A-A, 00, AA이고, 각 신호에서 가장 가까운 경계까지의 거리는 A/2A/2이다.
따라서 경계 한쪽을 넘을 확률은 Q(A2σ)Q\left(\dfrac{A}{2\sigma}\right)이다.

안쪽 신호 ±A/2\pm A/2는 경계가 양쪽에 있어 오류 확률이 2Q(A2σ)2Q\left(\dfrac{A}{2\sigma}\right)이다.
바깥쪽 신호 ±3A/2\pm 3A/2는 경계가 한쪽뿐이라 Q(A2σ)Q\left(\dfrac{A}{2\sigma}\right)이다.

네 신호의 발생 확률은 각각 1/41/4이다.
Pϵ=14(1+2+2+1)Q(A2σ)=32Q(A2σ)P_{\epsilon}=\dfrac{1}{4}(1+2+2+1)Q\left(\dfrac{A}{2\sigma}\right)=\dfrac{3}{2}Q\left(\dfrac{A}{2\sigma}\right)

  • Q(A2σ)Q\left(\dfrac{A}{2\sigma}\right)는 바깥쪽 신호의 오류 확률만 쓴 값이다.
  • Q(Aσ)Q\left(\dfrac{A}{\sigma}\right)는 경계까지의 거리를 AA로 잡고 계수도 빠뜨린 값이다.
  • 32Q(Aσ)\dfrac{3}{2}Q\left(\dfrac{A}{\sigma}\right)는 계수는 맞지만 경계까지의 거리를 A/2A/2가 아닌 AA로 잡았다.
  • 2Q(A2σ)2Q\left(\dfrac{A}{2\sigma}\right)는 네 신호 모두를 안쪽 신호처럼 계산한 값이다.

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