Свойства корреляционной функции

1.  для комплексных процессов

2. Для любых t 1,…, tn из T и любых z 1,…, zn из С

Такие функции называются неотрицательно определенными ядрами.

Действительно,

3. Теорема. Если a (t) – произвольная, а K (s, t) удовлетворяет на условиям 1,2, то существует гауссов случайный процесс ξ(t), для которого

M ξ(t) = a (t), K ξ(s, t) = K (s, t).

4.

Это следует из очевидного неравенства a 2+ b 2  2 ab.

5.

Это следует из неравенства Коши-Буняковского

6. Если K (s, t) непрерывна на диагонали, т.е. K (s, s) непрерывна, то она непрерывна во всех точках .

Действительно,

.

Аналогично доказывается, что если K (s, t) дифференцируема на диагонали, т.е. K (s, s) дифференцируема, то она дифференцируема во всех точках .

7. K ξη(s, t) непрерывна тогда и только тогда, когда непрерывна K ξη(s, s);

8. K ξη(s, t) дифференцируема тогда и только тогда, когда дифференцируема K ξη(s, s).

Вероятностный смысл корреляционной функции

Пусть X, Y - случайные величины, имеющие совместную плотность распределения f (x, y) такую, что Х  и Y имеют конечные дисперсии (а, значит, и математические ожидания):

Тогда для этих величин определена ковариация K (X,Y) и коэффициент кор­реляции r(X, Y), -1 £ r(X, Y) £ 1:

       (5.1)

Очевидно, K (X, X) = s2X. Если K (X, Y) = 0, величины X и Y называют некоррелированными. Если X - наблюдаемая, а Y - ненаблюдаемая компоненты случайного вектора, то оптимальный линейный прогноз    по наблюдаемому значению X   получается из уравнения регрессии Y   на Х:

                                         (5.2)

дисперсия прогноза

Если имеется двумерная случайная выборка

то в качестве простейшей выборочной оценки ковариации используют ста­тистику

 корреляционная (автокорреляционная) функция случайного процесса X (t)

K (t,s) = M {[ X (t) - a (t)][ X (s) - a (s) ]},  a (t) = MX (t) -

это ковариация между значениями процесса в точках t и s. Оптимальный среднеквадратический линейный прогноз значения X (t) по известному X (s) дается в этом случае формулой (5.2):

Ана­логичный результат для двух процессов дает взаимная корреля­ционная функция.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: