A probabilidade de erro para os sistemas binários foi calculada anteriormente. A extensão para o sistema PAM multinível é feita a seguir. Notando que o sinal na entrada do receptor é dado por
 

(4)

onde n(t) é um ruído branco Gausssiano, podemos expressar a amostra na entrada do detetor como
 

(5)

onde o símbolo (‘) representa o sinal filtrado pelo filtro de recepção. Considerando os possíveis valores da amplitude para o sinal PAM simétrico, temos a representação da Figura 3 com os valores possíveis da amostra do sinal desejado e duas situações específicas em que a componente de ruído se soma à amostra do sinal sem levar a erro na decisão. Associando o índice i das diferentes mensagens m_i as amplitudes em ordem crescente pode-se escrever

.

(6)

d = D g’(t₀) e n’(t₀) é uma variável aleatória Gaussiana de média nula e variância s ² dada por
 

(7)

Pode-se mostrar que
 

	(8)
	(9)

A probabilidade de acerto será a média das probabilidades condicionais, isto é
 

(10)

Desenvolvendo esta expressão e notando que P(E)=1-P(C), chega-se a
 

(11)