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新息定理

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新息定理是新息预报的基础。新息预报虽然公式较複杂,但占用的记忆体是有限的,并不随t而增长,而且每步预报是用递推计算,特别是MA序列,由新息预报公式可以看出,只要能判断出MA模型的阶数,不必计算出滑动平均参数就可以递推进行新息预报。由新息定理可以看出,时刻t的新息et是随着样本数据xt的输入经过递推而得到的。

基本介绍

  • 中文名:新息定理
  • 所属学科:数学
  • 所属问题:统计学(时间序列)
  • 简介:新息定理是新息预报的基础

新息预报的原理

ARMA序列的平稳预报是根据全部历史数据xt,xt-1给出xt+l(l>0)的线性最小方差预报
,然而在实际问题中只能获得有限的历史资料。对于AR序列来说,用有限资料就可以对未来实现严格的平稳线性最小方差预报,而对于MA或ARMA序列,则只能给出
的近似值,且数据存贮及计算量随时间t而增加。新息预报就是用有限历史数据xt,xt-1,…,x1对未来时刻xt+l做的线性最小方差预报,与平稳预报相区别,相应的新息预报记为
。 根据新息定理: 设 {xt} 为零均值平稳序列适合于ARMA (p,q) 模型,令M=max(p,q) 定义序列 {yt} 为
一步预报误差为et=xt-
,把
看成是以前的“旧”数据xt-1,xt-2,…x1所提供关于xt的最大信息,et可以看做是从新的数据xt中得到的最新信息,因此称 {et} 为新息序列。et满足如下递推关係
其中
式中Ry(t,j) =E (ytyj),Re(j,j) =E (
),且
步实时预报公式为
时取
,以上各式中当求和上限小于下限时,约定求和值为零。从新息预报递推公式可以看到每输入一个新的观察值xt就可以递推算出新预报值

相关分析及结论

除AR(p)模型外,平稳线性最小方差预报需要根据无穷个历史数据来进行,然而实际问题中只能获得有限资料;当q>0时只能得到
的近似值,且仅当k达到适当大之后,由近似所带来的误差才可以被忽略,有些实际问题,特别是那些要求连续进行适时预报的问题,常常希望依据实际上获得的有限个数据xt,xt-1,…,x1给出xt+l的严格的线性最小方差预报,并希望随t的增加,实现预报的适时递推。新息预报方法就是满足上述要求的一种预报方法。新息定理是新息预报的基础。新息预报虽然公式较複杂,但占用的记忆体是有限的,并不随t而增长,而且每步预报是用递推计算,特别是MA序列,由新息预报公式可以看出,只要能判断出MA模型的阶数,不必计算出滑动平均参数就可以递推进行新息预报。
由新息定理可以看出,时刻t的新息et是随着样本数据xt的输入经过递推而得到的。
可以证明,无论是AR、MA或ARMA序列,当k充分大后,新息适时预报都与平稳预报渐近趋于一致。因此,在实际套用时,对于连续预报问题如果要求从较少的数据开始预报,并希望儘可能给出精确的预报值,那幺,在开始一个阶段,可以进行新息适时预报。而当k增加到一定数值以后,为了减少每步的计算量,可以改用矢量递推法进行平稳预报,这样两种方法结合使用,既可提高预报精度,又可节省计算量。
实际进行新息预报时,计算过程是比较複杂的,对于有关的计算方法和技巧的深入讨论,请参考相关文献。

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