posto una possibile soluzione per l'esercizio 4:
a) $P(s1) cdot f(r|S1) (: (S1),(>),(<),(S2)
P(S2) cdot f(r|S2)$
$ f(r|S1) (:(S1),(>),(<),(S2)
f(r|S2) => $
$ frac (1) (sqrt(2pi sigma^2)) cdot exp(frac ( -(r1-s11)^2-(r2-s12)^2) (2 sigma^2) )$
$ (:(S1),(>),(<),(S2)
frac (1) (sqrt(2pi sigma^2)) cdot exp(frac ( -(r1-s21)^2-(r2-s22)^2) (2 sigma^2) ) $
$ -(r1-s11)^2-(r2-s12)^2 (:(S1),(>),(<),(S2)
-(r1-s21)^2-(r2-s22)^2$
$ - epsi+ 2r1 sqrt(epsi) (:(S1),(>),(<),(S2)
-a^2 epsi+2 a r2 sqrt(epsi) $
$ r1-a r2 (:(S1),(>),(<),(S2)
frac (sqrt(epsi)) (2) cdot (1-a^2)$
essendo $ sigma^2 (a cdot x) = a ^2 cdot sigma^2 (x)$ allora
$ sigma^2(n1+ a cdot n2) = (sigma_1)^2+ a^2 cdot (sigma_2)^2$
$P(e|s1) = P(r1- a cdot r2 < frac( sqrt(epsi)) (2) cdot (1-a^2))$=
$ P(frac((n1-a n2) - (sqrt(epsi))) (sigma) < frac [frac (sqrt(epsi)) (2) cdot (1-a^2)-(sqrt(epsi))] (sigma))$
$P(z< - sqrt[frac (2) (No cdot (1+ a^2))] cdot frac (sqrt(epsi) (2) cdot (-1-a^2)]) $
=$ P(z<- sqrt[ frac (epsi cdot (1+ a^2)) (2No)])= $ $Q( sqrt [ frac ( (epsi ) cdot (1+ a^2) ) (2No) ] ) $
quindi se a=1 si ha $Q( sqrt ( frac (epsi)( N0) ) )$ come nella pam ortogonale.
analogamente si calcola che $p(e|s2)=Q ( sqrt [ frac ((epsi ) cdot (1+ a^2)) (2No) ] )$
quindi $P(e)= 1/2 cdot P(e|s1) + 1/2 cdot P(e|s2) = Q(sqrt(frac (epsi)( N0)))
c) d)$epsi_av = frac ((1+a^2) cdot epsi) (2)$ ; il valore minimo si ha per a=0 => $epsi_av= epsi/2$
essendo Q(x) approssimabile a $ -1/2 exp ( frac(-x^2) (2))$ , il valore minimo di P(e) si ha per x tendente a infinito, e quindi per a tendente a infinito.
e) per a=0 si ha una segnalazione pam binaria.