Является ли сумма двух процессов белого шума обязательно белым шумом?


30

Пусть и быть белого шума процессы. Можем ли мы сказать, что - это обязательно процесс белого шума?aTбTсTзнак равноaT+бT


1
Что за белый шум ..?
Тим

15
Какое у вас определение белого шума?
Glen_b -Reinstate Моника

Вы говорите о белом гауссовском шуме или белом шуме?
Мердад

1
Пусть . Является белого шумового процесса? Является ли ? b t b t + a tbt=atbtbt+aT
user253751

Ответы:


45

Нет, вам нужно больше (по крайней мере, согласно определению белого шума Хаяши). Например, сумма двух независимых процессов белого шума - это белый шум.

Почему и белого шума недостаточно для быть белым шумом?b t a t + b taTбTaT+бT

После Хаяши Эконометрика , A стационарный процесс ковариационная определяется как белый шум , если , и для .{ZT}C o v ( z t , z t - j ) = 0 j 0Е[ZT]знак равно0Соv(ZT,ZT-J)знак равно0J0

Пусть и - процессы белого шума. Определить . Тривиально мы имеем . Проверка условия ковариации:{ b t } c t = a t + b t E [ c t ] = 0{aT}{бT}сTзнак равноaT+бTЕ[сT]знак равно0

{at}{bt} C

Соv(сT,сT-J)знак равноСоv(aT,aT-J)+Соv(aT,бT-J)+Соv(бT,aT-J)+Соv(бT,бT-J)
Применение и - это белый шум: {aT}{бT}
Соv(сT,сT-J)знак равноСоv(aT,бT-J)+Соv(бT,aT-J)

Так что - это белый шум, зависит от того, для всех .C o v ( a t , b t - j ) + C o v ( b t , a t - j ) = 0 j 0{сT}Cov(at,btj)+Cov(bt,atj)=0j0

Пример, где сумма двух процессов белого шума не является белым шумом:

Пусть будет белым шумом. Пусть . Обратите внимание, что процесс также является белым шумом. Пусть , следовательно, , и внимание, что процесс не является белым шумом.b t = a t - 1 { b t } c t = a t + b t c t = a t + a t - 1 { c t }{aT}бTзнак равноaT-1{бT}сTзнак равноaT+бTсTзнак равноaT+aT-1{сT}


Комментарий к Мэтью (добавить ссылку для комментариев у меня не работает): согласно более часто используемым более строгим определениям белого шума, даже добавление двух независимых источников белого шума не даст истинного белого шума, потому что амплитуды больше не являются однородными но окутанный.

2
Я хотел бы видеть другие, не эконометрические, неэкономические определения белого шума. Этот термин часто используется, и я не уверен, как он используется в других областях (или даже в других определениях, используемых в финансах / экономике).
Мэтью Ганн

Другой пример: пусть тогда для всех поэтому не белый шум. @ MatthewGunn Я бы сказал, что определение в финансах будет таким же, но у меня нет источника. a t + b t = 0 tdTзнак равно-aTaT+бTзнак равно0T
Боб Янсен

38

Даже проще, чем ответ @ MatthewGunn,

Рассмотрим . Очевидно, что не является белым шумом - было бы трудно назвать это любым видом шума.c t0бTзнак равно-aTсT0

Чем шире пункт, если мы ничего не говорят о совместном распределении не знаю и , мы не сможем сказать , что происходит , когда мы пытаемся исследовать объекты , которые зависят от них обоих. Ковариационная структура имеет важное значение для этой цели.б тaTбT


Приложение:

Конечно, это как раз и есть цель наушников с шумоподавлением! - изменить частоту внешних шумов и устранить их - поэтому, возвращаясь к физическому определению белого шума, эта последовательность буквально молчит . Нет шума вообще.


0 - это идеально тонкий белый шум.
Стиг Хеммер

4
@StigHemmer обычное требование заключается в том, что для , . Jзнак равно0Cov(сT,сT-J)знак равноVar(сT)знак равноσ2>0
Therkel

5
Возражение снято.
Стиг Хеммер

1
@StigHemmer, см. Редактирование - на самом деле это очень естественное определение для 0, чтобы не быть белым шумом (на самом деле это скорее противоположность, по общему определению - мы можем точно предсказать значение последовательности, учитывая любое прошлое значение)
MichaelChirico

2

В электронике белый шум определяется как имеющий плоский частотный спектр («белый») и случайный («шум»). Шум, как правило, можно противопоставить «помехам», когда один или несколько нежелательных сигналов извлекаются из другого места и добавляются к интересующему сигналу, и «искажениям», когда нежелательные сигналы генерируются нелинейными процессами, воздействующими на сам интересующий сигнал.

Хотя два разных сигнала могут иметь коррелированные части и, следовательно, по-разному отменять на разных частотах или в разное время, например, полностью отменять в определенной полосе частот или в течение определенного интервала времени, но затем не отменять или даже добавлять Конструктивно в другой полосе частот или в течение определенного интервала времени корреляция между двумя сигналами предполагает корреляцию, которая исключается предположительно случайным аспектом «шума», о чем и спрашивали.

Если действительно сигналы являются «шумовыми» и, следовательно, независимыми и случайными, то таких корреляций не должно / не должно быть, поэтому их сложение также будет иметь плоский частотный спектр и, следовательно, также будет белым.

Кроме того, тривиально, если шумы точно антикоррелированы, тогда они могут быть отменены, чтобы дать нулевой выходной сигнал в любое время, который также имеет плоский частотный спектр, нулевую мощность на всех частотах, что может подпадать под определенное вырожденное определение белого шум, за исключением того, что он не является случайным и может быть совершенно предсказуемо.

Шум в электронике может исходить из нескольких мест. Например, дробовой шум, возникающий в результате случайного прихода электронов в фототоке (исходя из случайного времени прихода фотонов), и шум Джонсона, возникающий в результате броуновского движения электронов в резистивном элементе, теплее абсолютного нуля, оба дают белый цвет. шум, однако, всегда с конечной шириной полосы на обоих концах спектра в любой реальной системе, измеряемой за конечный промежуток времени.


-2

если оба звука белого шума движутся в одном направлении И если их частота совпадает по фазе, то добавляются только они. Но в одном я не уверен, что после сложения он останется белым шумом или станет другим типом звука, имеющим другую частоту.


1
Мне кажется, вы думаете о физическом шуме, а не статистически? Я не уверен, что этот ответ добавляет очень много - например, как белый шум может иметь одну частоту, которая будет соответствовать? Попробуйте посмотреть на спектрограмму белого шума.
Серебряная рыба

2
(Тем не менее, похоже, что это попытка ответить на вопрос, поэтому рецензентам следует рассмотреть возможность понижения голосов вместо удаления.)
Silverfish

Сумма двух сигналов белого шума будет белым шумом, если они являются некоррелированным шумом. Я также пришел сюда из списка «Горячие сетевые вопросы», не заметив, на каком сайте он был. Я ожидаю, что статистическое определение белого шума эквивалентно определению обработки сигнала. О вашей мысли, что два шума будут складываться время от времени - да, они будут, но только в определенных (случайных) местах. В других местах они будут вычитаться. Это не мешает результату быть также белым шумом.
Восстановите Монику

aTбTзнак равноaT-1aTбTсор(aT,бT)знак равно0TсTзнак равноaT+бT

@ not_bonferroni - Да, я полагаю, что неправильно использовал «некоррелированный», чтобы обозначать «независимый».
Восстановите Монику
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.