이분산성과 정상 성이 아닌 것의 개념적 구분


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나는 scedasticity와 stationarity의 개념을 구별하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 내가 이해하는 것처럼, 이분산성은 하위 인구의 다양성이 다르며 비정규 성은 시간이 지남에 따라 변화하는 평균 / 변화입니다.

이것이 올바른 (단순하지만) 이해라면, 정상이 아닌 것은 단순히 시간이 지남에 따라 이분산성의 특정 사례입니까?


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시간이지나면서 평균이 변하지 만 분산이 변하지 않는 상황을 고려하십시오.
whuber

답변:


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정확한 정의를 제공하기 위해 은 실제 값을 갖는 랜덤 변수입니다.X1,,Xn

정상 성은 일반적으로 변수의 색인을 시간 으로 생각할 때만 정의됩니다 . 이 경우 랜덤 변수의 시퀀스는 정지 상태가 과 동일 합니다. 이것은 특히 대한 모두 동일한 한계 분포를 가지므로 한계 한계와 분산이 동일하다는 것을 의미합니다 (제한된 두 번째 모멘트를 가짐).X1,,Xn1X2,,XnXii=1,,n

이분산성 의 의미 는 상황에 따라 달라질 수 있습니다. 의 의 변이 가 변하면 (평균이 일정하더라도) 랜덤 변수는 동형 이 아니라는 의미에서이 분산이라고 불립니다 .Xii

회귀 분석에서 우리는 일반적으로 응답의 분산을 고려 조건부 회귀 변수에, 그리고 우리는 일정하지 않은 조건부 분산으로이 분산을 정의합니다.

용어 조건부 이분산성 이 일반적인 시계열 분석 에서 관심은 일반적으로 조건에 따라 에 대한 분산에 있습니다. 이 조건부 분산이 일정하지 않은 경우 조건부 이분산성이 있습니다. ARCH (autoregressive conditional heteroscedasticity) 모델은 일정하지 않은 조건부 분산이있는 고정 시계열 모델의 가장 유명한 예입니다.XkXk1,,X1

이분산성 (특히 조건부 이분산성)은 일반적으로 정상이 아닌 것을 암시하지 않습니다.

문구는 여러 가지 이유로 중요합니다. 간단한 통계적 결과 중 하나는 평균 가 기대치 의 편견 추정치가 아니며 , ergodicity를 가정하면 약간 더 크다는 것입니다 정상 성보다 종종 암시 적으로 가정되는 경우 평균은 에 대한 기대치를 일관되게 추정합니다 ).

1ni=1nf(Xi)
Ef(X1)n

이분산성 (또는 이분산성)의 중요성은 통계적 관점에서 통계적 불확실성 평가, 예를 들어 신뢰 구간 계산과 관련이있다. 데이터가 실제로 이분산성을 나타내는 동안 동질성 (homoscedasticity) 가정하에 계산이 수행되는 경우, 결과 신뢰 구간은 오도 될 수 있습니다.


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모든 통계적 속성이 시간 원점에 의존하지 않으면 시계열은 정지 상태입니다. 이 요구 사항이 충족되지 않으면 시계열이 고정되지 않은 것입니다.

고정 된 시계열조차도 하나의 샘플 레코드를 기반으로 설명 할 수 없습니다. 통계적 특성은 서로 다른 시점에서 샘플 레코드의 앙상블을 평균하여 분석해야합니다.

통계적 속성이 개별 샘플 레코드 및 앙상블 평균화를 통해 결정된 경우에 대해 동일하면 시계열은 인체 공학적입니다.

이분법 시계열의 통계적 특성은 시간에 의존하기 때문에 고정적이지 않으며 물론 인체 공학적이지 않습니다. 단일 샘플 레코드에 대해 결정된 특성은 과거 및 미래 동작으로 확장 될 수 없습니다.

부수적으로, 상관성 / 회귀 분석은 이들 간의 의존성 (통합 함수)이 주파수 의존적이고 (다변량) 확률 론적 차이 방정식 (시간 도메인) 또는 주파수 응답 함수 (들)를 통해 특성화 될 수 있으므로 시계열에 적용 할 수 없습니다. (주파수 도메인).

랜덤 변수를 위해 개발 된 회귀 분석을 시계열로 확장하는 것은 잘못입니다 (예 : Bendat and Piersol, 2010; Box et al., 2015 참조).


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고정도는 3 도입니다. 약한 형태에는 평균이 필요하고 분산은 일정하게 유지됩니다. 이는 이분산성 이 평균을 참조하지 않고 일정한 분산을 의미하기 때문에 3 개의 고정 정의 중 이분산성보다 더 강력한 요구 사항 을 의미합니다.

프로세스는 이분산성을 가질 수 있습니다. 그러나 그 평균이 일정하지 않으면 프로세스가 고정적이지 않습니다.

정지 과정 ( 'S'로 표시)은 동질성을 의미합니다 ( 'H'로 표시). 그래서 S-> H.

당연히 그 모순 도 마찬가지 입니다. 따라서 H '-> S', 즉 비 동질성은 비정 지성을 의미합니다.

그러나 반전과 부정은 사실이 아닙니다 . 다시 말해:

"고정적이지 않은 것은 비 동질성을 의미한다"는 사실이 아니다.

"동질성이 아닌 고정 된 과정이있다"는 사실이 아니다.

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