• Nie Znaleziono Wyników

Estymacja wspczynnika autokorelacji w szeregu czasowym AR(1) SLAJDY XXXIX Og\363lnpolska Konferencja Zastosowa\361 Matematyki Zakopane-Ko\234cielisko 7-14 wrze\234nia 2010 r

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Estymacja wspczynnika autokorelacji w szeregu czasowym AR(1) SLAJDY XXXIX Og\363lnpolska Konferencja Zastosowa\361 Matematyki Zakopane-Ko\234cielisko 7-14 wrze\234nia 2010 r"

Copied!
16
0
0

Pełen tekst

(1)

Małgorzata Schroeder, IM Uniwersytet w Białymstoku

Ryszard Zieliński, IMPAN Warszawa

ESTYMACJA WSPÓŁCZYNNIKA AUTOKORELACJI

W SZEREGU CZASOWYM AR(1)

XXXIX Ogólnopolska Konferencja Zastosowań Matematyki

Zakopane-Kościelisko 7 - 14 września 2010 r.

(2)

X

t

=

ρX

t−1

+

ε

t

,

t =

. . . , −1, 0, 1, . . . ,

|ρ| < 1

ε

t

,

t =

. . . , −1, 0, 1, . . . ,

i

.i.d.

N(0, σ),

σ = 1

Obserwacja

(3)

X

t

=

ρX

t−1

+

ε

t

,

t =

. . . , −1, 0, 1, . . . ,

|ρ| < 1

ε

t

,

t =

. . . , −1, 0, 1, . . . ,

i

.i.d.

N(0, σ),

σ = 1

Obserwacja

(4)

X

t

=

ρX

t−1

+

ε

t

,

t =

. . . , −1, 0, 1, . . . ,

|ρ| < 1

ε

t

,

t =

. . . , −1, 0, 1, . . . ,

i

.i.d.

N(0, σ),

σ = 1

Obserwacja

(5)

X

t

=

ρX

t−1

+

ε

t

,

t =

. . . , −1, 0, 1, . . . ,

|ρ| < 1

ε

t

,

t =

. . . , −1, 0, 1, . . . ,

i

.i.d.

N(0, σ),

σ = 1

Obserwacja

X

T

, X

T +1

, . . . , X

T +n−1

,

(6)

X

t

=

ρX

t−1

+

ε

t

,

t =

. . . , −1, 0, 1, . . . ,

|ρ| < 1

ε

t

,

t =

. . . , −1, 0, 1, . . . ,

i

.i.d.

N(0, σ),

σ = 1

Obserwacja

(7)

Maximum Likelihood Estimator:

ˆ

ρ

MLE

= arg max

ρ

L(ρ; X

1

, X

2

, . . . , X

n

)

where

L(ρ; x

1

, x

2

, . . . , x

n

) = log(1 −

ρ

2

) − x

1

2

(1 −

ρ

2

) −

n

X

i =2

(x

i

− ρx

i −1

)

2

.

Observe that for every x

1

, x

2

, . . . , x

n

, function

L(ρ; x

1

, x

2

, . . . , x

n

)

, ρ ∈ (−1, 1) is concave (second derivative is

negative), L(

ρ; x

1

, x

2

, . . . , x

n

) → −∞ as

ρ → ±1 so that

ˆ

ρ

MLE

∈ (−1, 1) is uniquely defined. A disadvantage of the

estimator is that no simple explicit formula for computing ˆ

ρ

MLE

is

(8)

Least Square Estimator:

ˆ

ρ

LSE

= arg min

ρ

n

X

i =2

(X

i

− ρX

i −1

)

2

=

Pn

i =2

X

i

X

i −1

Pn

i =2

X

i −1

2

(9)

Hurwicz estimator

ρ

HUR

= Med



X

2

X

1

,

X

3

X

2

, . . . ,

X

n

X

n−1



where Med (

ξ

1

, ξ

2

, . . . , ξ

m

) denotes a median of

ξ

1

, ξ

2

, . . . , ξ

m

.

A nice property of the estimator is that it is median-unbiased

which means that

P

ρ

ρ

HUR

¬ ρ} = P

ρ

ρ

HUR

­ ρ} =

1

(10)

Haddad estimator:

ρ

HAD

=

Med (X

t−1

X

t

)

Med (X

2

t

)

The estimator has been constructed as a robust counterpart of the

least square estimator.

(11)

M-estimator with Huber loss function: ˇ

13

ρ

MHU

= arg min

ρ

n−1

X

i =1

L(X

i +1

− ρX

i

)

with

L(x ) =

1

2

x

2

if |x | ¬ k

,

k|x | −

1

2

k

2

if |x |

> k

Following Lehmann we assume k = 3

/2

(12)

Burg’s estimator:

The estimator has been constructed as that minimizing the forward

and backward prediction errors:

ρ

BUR

= arg min

ρ

n

X

i =2

((X

i

− ρX

i −1

)

2

+ (X

i −1

− ρX

i

)

2

)

Then

ρ

BUR

=

2

Pn

i =2

X

i

X

i −1

Pn

i =2

(X

i

2

+ X

i −1

2

)

It should be noted that the support of the estimator

ρ

BUR

is in the

(13)

MLE

−1.0

−0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0

1000

BUR

−1.0

−0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0

1000

MHU

−1.0

−0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0

1000

LSE

−1.0

−0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0

1000

HAD

−1.0 −0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0

400

HUR

−1.0 −0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0

600

1200

Fig. 2. Histograms

(14)

ENTROPY LOSS FUNCTION

-1

-0.5

0

0.5

1

5

10

15

...... ...... ...... ...... ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...... ... ...... ...... ... ...... ...... ...... ...... ...... ... ... ...... ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ... ... ...

Fig.1. Entropy Loss Functions for ρ = 0 (solid) and ρ = 0.5 (dashed)

ˆ

ρ

L(ρ, ˆ

ρ)

(15)

L(θ, ˆ

θ) = E

θ

log

f

θ

(X )

f

θ

ˆ

(X )

!

L(ρ, ˆ

ρ) =

1

2

log

1−ρ

2

1− ˆ

ρ

2

+

ρ− ˆ

ρ

2(1−ρ

2

)



nρ − (n − 2) ˆ

ρ



,

if | ˆ

ρ| < 1,

+∞,

if | ˆ

ρ| ­ 1.

(16)

−0.5

0.0

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Fig, 3. Risk functions of estimators LSE (solid) and BUR (dashes)

Risk

Obraz

Fig, 3. Risk functions of estimators LSE (solid) and BUR (dashes)

Cytaty

Powiązane dokumenty

Okazało się, że suma liczb wpisanych w każde cztery pola, które można nakryć L-tetraminem, jest równa 0.. Wyznacz sumę liczb wpisanych w pola, które znajdują się na

Na codziennych posiedze- niach rada programowa dbała o racjonalną realizacje pro- gramu (zdjęcie 1 obok - od le- wej siedzą profesorowie: Ma- ciej Sablik, Henryk Gacki,

Focus Ultra 100 EC, Fusilade Forte 150 EC, Fusilade Super 125 EC i Targa Super 05 EC Efficacy of Elymus repens control in winter oilseed rape by graminicides: Focus Ultra 100

— Dr Robert Ptaszek (AP Siedlce) Sekty destrukcyjne jako zagrożenie dla bezpieczeństwa pańshoa i jego obyгoateli. —

Fizyka i społeczeństwo – Animator: Ludwik Dobrzyński Popularyzacja fizyki – Animator: Wojciech Nawrocik. Zakwaterowanie

Duch Święty działając w Kościele, sprawuje wraz nim kult uwielbienia Boga Ojca za pośrednictwem Jezusa Chrystusa - Syna Bożego. On, jako po­ słany przez Ojca i

szkic rozwiązania - Witold Bednarek Nie tylko całka..

dzia ãalnoåci Skup owoców mi àkkich 11 Rodzaj nabywanych produk-.. tów Truskawki