
книги из ГПНТБ / Хеннан, Э. Многомерные временные ряды
.pdf120 Гл. I I . Спектральная теория векторных процессов
щей функцией распределения, то указанный изоморфизм между Ж и Ь2 (F) полностью определится соответствием
x{t) ^ в-**\ |
(10.10) |
которое используется в и. 1 приложения к этой главе для доказа тельства теоремы 2.
Этот формализм часто заменяется другим, внешне более похожим на использованный в случае S2. Обозначим через Е (0) оператор в Ь2 (F), проектирующий на подпространство Lz (F), состоящее из функций, равных нулю при X > Ѳ. Легко видеть, что Е (0) — на самом деле ортогональный проектор. Семейство проекторов Е (0) обладает свойствами
(i) Е (-сю) = 0, Е (оо) = I,
(ii) Е (X) Е (0) = Е (Ѳ), X > Ѳ,
(iii)lim КЕ (X-f- б) — /?(Я) И= 0 х),
біо
которые характеризуют то, что называется спектральной функцией. Таким образом, мьт приходим к соотношению
СО |
|
U(s)= J e~^E{dX), |
(10.11) |
так что
U(s)x(0) = j e~asE (dX) x (0) == j e~i%sz(dX),
—OO —00
где z (dX) = E (dX) x (0). Это просто другой способ записи соотно шения (10.9), более предпочтительный лишь постольку, поскольку он способствует интуитивному пониманию благодаря аналогии меж ду соотношением (10.11) и спектральным разложением унитарного оператора в конечномерном векторном пространстве.
В случае когда ѵ пробегает R 2, а группой симметрий является группа евклидовых движений / 0 (R 2), трудности проявляются более полно, так как теперь группа и некомпактна (локально компактна) и некоммутативна. Преобразования группы І 0 (ІЕ) имеют вид
|
V |
kv + X, |
(10.12) |
где к — элемент 0+ (2), |
а х — разумеется, вектор |
с двумя компо |
|
нентами. Эта группа, |
очевидно, |
некоммутативна |
и некомпактна |
(так как содержит подгруппу ѵ—*- ѵ + х, топологически эквивалент- |
|||
1) Правильная формулировка этого |
свойства: Е {X -| б) |
сильно стремится |
|
к Е (X) в Ь 2 (F) при б 4 0. |
Легко видеть, |
что если отрезок [Я, |
X + б] имеет поло |
жительную F-меру, то |
Е (X + б) — Е (к) — ненулевой проектор и, значит, |
имеет единичную норму.— Прим, перев.
10. Спектральные теории для однородных случайных полей- |
121 |
ную В 2). Вновь строим <Ш и снова имеем унитарное представление
группы / 0 (В2), |
определяемое соотношением |
z |
(V) -> U (g) X (ѵ) = X (gv), g в Io (-R2), |
где gv — точка, в которую v переходит под действием g. Вновь рас смотрим разложение U (g) на неприводимые компоненты. В этом случае, однако, неприводимые унитарные представления E/W (g) либо бесконечномерны, либо переводят элемент группы вида (10.12) в неприводимое унитарное представление U (к) подгруппы 0+ (2). Последние ие появятся в наших дальнейших рассуждениях, так как они не являются представлениями «класса один», т. е. не имеют того единственного одномерного подпространства, в котором U (к)г к 6 0+ (2), действует как единичный оператор. Остальные бесконеч номерные унитарные представления нумеруются индексами Я £ £ [0, оо). Элементы «среднего столбца» такого неприводимого пред ставления при подходящем выборе ортонормированного базиса в имеют вид
e-««P/z (гЯ), |
(10.13) |
где г, ф — полярные координаты точки, в которую переходит начало координат под действием рассматриваемого элемента группы. Раз ложение рассматриваемого представления можно осуществить с по мощью обобщения уже введенной конструкции. Рассмотрим меру и на [0, оо) и сопоставим каждому Я £ [0, оо) гильбертово простран ство g5Hw. Тогда наше представление U эквивалентно представле нию, которое получается следующим образом. Пространство пред ставления реализуется в виде семейства функций х (Я), где х (Я) £ 6 (W, таких, что *)
ОО
|
j |
II ж (Я) ПлМ- (<^Я; < оо, |
|
|
||
|
о |
|
|
|
|
|
где ИX (Я)||х обозначает |
квадрат нормы х (Я) как элемента |
|||||
Скалярное |
произведение |
элементов |
х (к), у (Я) |
]эавно |
||
|
[со |
|
|
І! |
|
|
|
j |
(ж (Я), |
у (Я))хЦ (dk), |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
где {х (Я), |
у (Я))х — скалярное |
произведение |
в |
$£№. |
||
Тогда |
наше представление |
эквивалентно |
следующему: |
|||
и |
(g) X (Я) = u<» (g) X (к), |
g e h (ff2), |
я е to, оо). |
Вновь существенным является лишь носитель меры и, и опять р можно выбрать так, чтобы х (ѵ0) (ѵ0 — начало координат в R 2) имело
х) Предполагается, конечно, что || х (Я) ||£ — измеримая функция, и поэто
му интеграл имеет смысл.
122 |
Гл. I I . Спектральная |
теория векторных |
процессов |
|
||
простой вид, |
а именно х0 (X), где х0 (X) для каждого X принадлежит |
|||||
одномерному подпространству, |
в котором О+ (2) |
действует как еди |
||||
ничный оператор. Тогда, если |
gvQ= ѵ, то |
|
|
|
||
|
* (и) + |
ü (g) х0 (X) = UW (g) х0 (X) = 2 |
(rX) xt (X), |
(10.14) |
||
|
|
|
I |
|
|
|
где xi (X) пробегает ортонормированный базис |
в |
выбранный |
||||
так, |
чтобы |
соответствующие элементы матрицы |
оператора |
U (g) |
имели вид (10.13). Здесь г, ср имеют, конечно, прежний смысл. Далее,
|
СО |
Е (х (v) X (ѵ0)) = |
J /о (гА,) Н {dX). |
где Н — функция распределения, |
о |
определяемая мерой ц. Таким |
образом, мы получили (10.4)'. Соотношение (10.3) является просто другой формой (10.14).
Теперь ясна общая схема. Дано топологическое пространство V и группа G, действующая транзитивно как группа преобразований V (это означает, что для любых ѵи ѵ2 6 У существует преобразование g £ G, переводящее в ѵ2). Подгруппа К а G, оставлтощая на месте ѵ0, контактна. Группа G должна быть группой достаточно специаль ного вида, допускающей простое конструктивное описание пред ставлений (например, группой симметрий глобально симметриче ского пространства V, как во всех рассмотренных примерах; см. Хелгасон [1962]). Нужные нам формулы даются теорией представлений группы G. Важные подробности, касающиеся этих формул, можно найти в книге Виленкина [1965].
Прежде чем закончить этот параграф, необходимо сделать еще два замечания. Во-первых, можно рассматривать топологические произведения пространств У; группой симметрий такого произведе ния будет прямое произведение соответствующих групп. Тогда множество Л значений индекса X будет произведением соответствую щих множеств, а «сферические функции»— произведениями соот ветствующих функций. Так, в случае В 2 X R с группой симметрий І 0 (Д2) ® R сферическими функциями являются
e- m e - ii< p j[
где Q, X — координаты в Л, откуда получается соотношение (10.3)" Во-вторых, все эти результаты непосредственно распространяют ся на векторный случай с помощью конструкции, которая ничем не отличается от использованной для доказательства теорем 1 и 2 § 2.
11. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ФИЛЬТРОВ *)
В этом параграфе мы хотим дать довольно общее изложение теории
•фильтров, а также некоторое представление об общей концепции
•фильтра.
1) Этот параграф является специальным и может быть опущен.
11. Общая теория фильтров |
123 |
Материал первого пункта прост, хотя и носит несколько техниче ский характер; он касается нелинейных фильтров с памятью и осно вывается на книге Винера [1958]. Во втором пункте предпринята попытка продемонстрировать общность и первостепенную важность
.понятия фильтра.
(і) Если мы хотим описать действие нелинейного фильтра, хот бы в терминах спектра выходного процесса, то мы должны полностью задать вероятностную структуру фильтруемого процесса. Это застав ляет нас принять предположение, что исходный процесс х (t) являет ся стационарным в узком смысле векторным процессом с р компо нентами. Мы рассматриваем вероятностное пространство (Й, Л, Р) всех «траекторий» процесса х (t), так что х (t) — х (t, cd) является семейством случайных величин на (Й, Д , Р). Рассмотрим теперь Ь2 (й , Л:, Р) — пространство функций на й, квадратично интегри руемых по мере Р. Для краткости будем обозначать его Ь2. Про странство Ь 2 порождается функциями %(со):
1, |
со 6 {со I (л:7- (fe) (ife, со), к = 1, ...,п )Е В }, |
( 11. 1) |
|
О в противном случае, |
|||
|
|||
где (xj(h) (th, cd), к = |
1, . . ., п) обозначает точку в R n с такими |
координатами, а В — борелевское множество в Rn. (Таким образом, %— индикатор цилиндрического множества в й, базой которого является конечномерное борелевское множество.) Если х (t) — гаус совский процесс, так что каждая х}- (t, со) принадлежит Ь2, то Ь2 порождается многочленами от х}- (t, со), поскольку индикатор любого борелевского множества В в R71может быть аппроксимирован в сред неквадратичном многочленами.
Рассмотрение нелинейных фильтров мы начнем с предположения,
что |
X (t) — скалярный |
гауссовский |
процесс, |
и определим |
фильтр |
как |
функцию |
|
|
|
(11.2) |
|
у (г) = |
f({x (it)}), |
Е (у (г)2) < |
оо, |
которая сопоставляет элементу х (t) элемент у (t) £ Ь2. При этом подразумевается, что у (t + s) = f ({х (t + s)}). Более подробно это ■означает следующее. В L 2 определен оператор U (а) по формуле U (s) X (t) = X (t + s). Этот оператор продолжается на все простран ство L 2 сначала по формуле
U (s) 2 |
а О'і, • • ■>7ft) х ih)Vlx {hf* • • (tk)Vh= |
|
|||
= |
S |
a Uu • • •»7ft) X (*1 + s)P1z |
{t2+ s)Pa . . . x ( t |
k + s)Vh, |
|
а затем по непрерывности; именно, |
если хп — последовательность |
||||
многочленов, |
сходящаяся в |
среднеквадратичном к |
х, то U (s) х = |
||
= lim U (s) хп (этот предел |
всегда |
существует) х). |
Тогда, в силу |
||
П |
|
|
|
|
|
1) Обзор сведений, необходимых здесь и далее, см. в математическом при ложении.
124 |
Гл. I I . |
Спектральная теория векторных процессов |
|
стационарности, |
U (s) для любого s является унитарным |
операто |
|
ром в Ь2. |
Фактически U (s) есть унитарное представление |
группы |
сдвигов вещественной прямой (см. § 10). Пусть Л — линейный опе ратор в і 2 с «хорошими» свойствами. Под этим понимается следую щее:
(a)Область определения 3) (Л) оператора А плотна в Ь2. Если
Аопределен на всех многочленах (что действительно нам нужно), то это выполняется.
(b) Оператор А замкнут. Это условие также необходимо |
нам, |
||
так как |
если хп — последовательность элементов, сходящаяся |
к х, |
|
причем |
Ахп сходится |
к у, то действительно нужно будет, чтобы |
|
X £ 3) (Л) и Ах = у. |
Мы не можем потребовать большего — чтобы |
Л был ограничен, ибо дифференциальные операторы неограничены.
Теперь мы можем определить фильтр как |
такой оператор А, |
|||||
удовлетворяющий, |
кроме того, условию |
|
|
|
||
|
AU (s) =2 U (s) А , |
s £ (— оо, |
оо), |
|||
которое |
означает, |
что из х £ 3 |
(Л) |
следует |
U (s) х £ S' (Л) и |
|
AU{s)x = |
U (s) Ах. |
Допустим, что х (0) |
£ 3 |
(Л), |
и положим |
у (t) = Ах (і) = AU {t) X (0) = U (t) Ах (0).
Это и ость строгое формальное определение, отвечающее соотноше
нию (11.2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Теперь мы попытаемся несколько более подробно описать дей |
|||||||||
ствие Л на I (t), по |
крайней мере для достаточно простых опера |
|||||||||
торов Л. Напомним, что если F (X) абсолютно непрерывна, то, соглас |
||||||||||
но |
примеру (ѵі) из § |
5, |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ОО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x(t)= |
j |
a (t — s)l(ds), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— ОО |
|
|
|
|
|
где |
I (і) |
удовлетворяет соотношениям |
|
|
|
|
||||
|
|
Е Ш О - |
Us))2} = |
\ t - s \ , |
Е (Е (<)) |
= |
0. |
|
||
Более того, | (t) — |
гауссовский процесс, |
ибо, как |
показано |
в при |
||||||
ложении к этой главе, |
£ (і) есть среднеквадратичный предел ко |
|||||||||
нечных |
линейных |
комбинаций |
гауссовских величин х (t). (Таким |
|||||||
образом, |
I (0 — стандартный |
процесс броуновского |
движения на |
|||||||
(— оо, оо).) Тогда |
у (t) можно |
аппроксимировать |
в |
среднеквадра |
||||||
тичном выражениями |
вида |
|
|
|
|
|
|
|||
|
оо |
|
|
оо |
|
|
|
|
|
|
а(0 )+ j |
йі (t —s)l{ds)+ j j a2(t —su t —s2)£(rfsi)£№ 2) + |
• (И-3) |
||||||||
|
— 00 |
|
— 00 |
|
|
|
|
|
|
В самом деле, это равносильно тому, что у (t) можно аппроксими ровать последовательностью полиномиальных функций от случай
11. Общая теория фильтров |
125 |
ных величин X (if):
|
|
СО |
|
|
|
|
Л ( 0) + |
2 М Л J a { t j — s ) l ( d s ) + |
|
|
|||
|
j |
- с о |
|
|
|
|
|
|
|
со |
|
|
|
+ |
2 |
2 |
j j |
— |
—52)i (^i )| (ds2)-f |
■• ■ • (11.4) |
|
j |
h |
— со |
|
|
|
Следует, |
однако, |
заметить, что в соотношении (11.3) не только |
||||
а2 (и, |
ѵ) |
должна |
быть |
квадратично |
интегрируема на |
плоскости, |
но и а2 (и, и) должна быть интегрируема, и т. д.
Чтобы получить однозначное разложение, поступим следующим
образом. |
А именно, обозначим через |
Ѵѵ линейное |
подпространство |
|
в І/2 (Q, |
Л , Р), порождаемое всеми |
величинами |
вида |
|
|
со |
|
|
|
|
jj . . . Л a ( S i , . . , , sv) |(dsj) ... l { d s 4). |
(11.5) |
||
|
— со |
|
|
|
Конечно, |
Ѵ0 — пространство постоянных. В (11.5), |
помимо квадра |
||
тичной интегрируемости функции а (slt . . s v) на |
ѵ-мерном про |
странстве (относительно лебеговой меры), требуется конечность всех интегралов типа
ij . . . ^ а (s1, Sj, ti, s2, s2, . . ., t2. . .) а (uj, |
u^, |
it2, |
u2, . . ., t2. . .) X |
|
X dsi ds2 . . . dty dt2 . • • duLdu2 ... . |
|
|||
Последнее означает, что аргументы |
. . ., |
sv, |
щ, |
. . ., uv разбиты |
произвольным образом на ѵ пар, причем пары, попадающие в первый множитель а (■), обозначаются s;-, во второй Uj, а те, которые имеют по одному представителю в каждом подмножестве аргументов, tj. Тот факт, что все такие выражения должны быть конечными, выте кает из следующего свойства гауссовских величин с нулевым сред ним: математическое ожидание произведения нечетного числа таких величин равно нулю, а для четного числа оно равно сумме всевозмож ных произведений математических ожиданий попарных произведе ний. Заметим также, что, не ограничивая общности, можно считать, что в выражениях (11.5) ядро а (•) является симметрической функ цией аргументов, так как (11.5), очевидно, не меняется при пере
становке индексов. Пусть |
— проекция 7Ѵ на |
|
|
( Ü |
Уi t . |
|
;=о |
|
Таким образом, <Kfv — часть |
Ѵѵ, |
ортогональная к V ]' < ѵ. Тогда |
2 ^ |
v= T 2(Q ,^, Р). |
|
Ѳ |
|
|
126 |
Гл. I I . Спектральная теория векторных процессов |
Следовательно, можно написать
|
|
ОО |
0 0 |
|
|
= |
о |
(*)) = 5jgv(*). |
(11-6) |
|
|
о |
|
|
где |
Gv (у (t)) — проекция у (t) на |
Компоненты Gv (у (t)) являют |
||
ся |
при разных V ортогональными случайными |
процессами, т. е. |
Е{£ѵ (у (s ))^ (у (*))} = 0,
(Удобно считать, что коэффициентные функции в (11.4) могут быть комплексными, отсюда знак комплексного сопряжения.) Таким образом, вычисление спектра у (t) сведено к вычислению спектров каждого из Gv (у (г;)). К сожалению, последняя задача чрезвычайно сложна даже в простых случаях. Чтобы понять характер проблемы, рассмотрим формулу (11.3) в случае, когда разложение содержит только третий член. Пространство 3£0 = То состоит из постоянных. Если X (£) имеет нулевое среднее (что можно предположить без ограничения общности), то Т о ± Т і-и $£\ = Ѵі . Теперь мы должны ортогонализовать величину
ОО |
|
J j M * — su t— S2)l{âsi)l{ds2) |
(11.7) |
— СО
по отношению к Ѵ0 и Vt. Так как ее математическое ожидание равно
ОО
jа2(і — s, t — s)ds,
—ОО
то мы добьемся ортогональности к F0, если вычтем из (11.7) послед нее выражение. Более того, получившаяся величина будет ортого нальна и к S£i, ибо математическое ожидание произведения (11.7) на произвольный элемент Ш і сводится к математическим ожиданиям от нечетного числа, а именно трех, сомножителей. Таким образом, остается найти спектр (11.7) после центрирования. Нетрудно вычис
лить |
ковариации, которые равны |
|
|
|
ОО2 |
|
|
|
21 і аг(і — S1>t — s2)a2(s1,s 2)dsl ds2- |
(1 1 .8) |
|
|
—oo |
|
|
Так |
как a2 квадратично интегрируема на плоскости, |
то |
|
|
ОО |
|
|
|
а2(и, V) = ± { j é |
а2(Ѳь Ѳ2) dQt dQ2 |
|
|
—оо |
|
|
в смысле среднеквадратичной сходимости, где
со
â2 (01, ѳ2) = 2^ ^ е-і (иѲі+гѲг)^ (w, у) du dv.
11. Общая теория фильтров |
127 |
Согласно формуле Планшереля, выражение (11.8) равно
|
со |
|
|
|
|
|
|
|
оо |
2 j j |
а2(Ѳі, Ѳ2) â2 ( - |
0j, - |
Ѳ2) в-« |
dQi dQ2= |
{ е~ІІЧ {X)'dXr |
||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
|
|
|
|
|
|
|
(2(А.) = 2 |
^ а2(Ѳі, А—Ѳі) а2 (—Ѳі, |
—А —{—Ѳ^) cZ0i, |
|||||
|
|
|
— оо |
|
|
|
|
|
|
что совпадает с 2 | |
|а 2(Ѳ, А — Ѳ) |2с?Ѳ, если |
а2 вещественна. |
|||||||
В |
общем |
случае |
проекция произвольного ѵ-го члена в (11.2) |
||||||
на сК?ѵ имеет вид |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
ОО |
|
|
|
|
|
|
|
S v |
(0 = |
^ |
J |
(^ |
®1і ^ |
S2, • • ■ i t |
sv) ^ (dsj) |
••• 1(c?sv) -j- bv- i , |
|
|
|
— oo |
|
|
|
|
|
|
(11.9) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Ьѵ_і — комбинация аналогичных членов, содержащих не более чем (ѵ — 1) аргументов s f но тогда (11.9), очевидно, ортогонально к Ъѵ_и так что ковариации процесса (11.9) имеют вид
оо |
|
Е I j ... j av(t — s1} |
t — sv)^(ds1) ... I (dsv) gv (s) j . |
Теперь мы должны попарно приравнять аргументы Sj из обоих множителей и сложить результаты всевозможных таких попарных разбиений. Если мы приравниваем два аргумента Sj из первого множителя, то после взятия математического ожидания произведе ния пары £ (dsj) для этих s;- от первого сомножителя останется выра жение более низкого порядка, и когда мы возьмем математическое ожидание по всем остальным парам, оно обратится в нуль. Таким образом, останется лишь
ѵ! j . . . j av (t — slt • , t — sv) av (s- ■Si, |
s —sv) dSi |
dsv |
ибо существует v! разных способов попарного отождествления пере менных из этих двух сомножителей. Таким образом, вводя обо значение
аѵ(Ѳі, . • •, Ѳѵ) |
1 |
е-іи'ѳаѵ (ии |
. ., иѵ) dui ... duv, |
(2я)ѵ/2 і |
где к и Ѳ— векторы из ѵ компонент, имеем следующее выражение для спектральной плотности gv (t):
v! j . .. j I av (Ѳі, |
Ѳѵ)|2с2Ѳі |
dQv |
(11.10) |
S(X)
12S |
Гл. |
I I . |
Спектральная теория векторных процессов |
где интегрирование ведется по плоскости S (%), на которой 2 0Ѵ= X |
|||
(мы считаем, |
что |
аѵ вещественны). |
Формально мы свели нахождение спектра к отысканию разложе ния (11.6) и вычислению выражении типа (11.10). При определении gv (t) могут быть полезны следующие соображения.
Введем произвольное семейство функций ср;- (t), / = 0, 1, . . .,
•ортонормироваиных относительно меры Лебега па вещественной
прямой и порождающих Ь2 г). |
Положим |
|
|
СО |
|
иі (0 -= |
j |
Фj(t — s)l{ds)-, |
— СО |
|
|
тогда величины Uj (t), 7 = 0, |
1, |
. . ., порождают Ши независимы |
и гауссовы с нулевым средним и единичной дисперсией. Положим, далее,
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
2 mk = v, |
|
|
Нт O', |
t) = 11 Нт (щ (7)), |
7і < 72 < |
■• • < 7'г, |
||||||||
|
|
ft=1 |
й |
11 |
|
|
|
|
|
h |
|
|
где |
H u — многочлен |
Эрмита |
и-го |
порядка. |
Здесь символы т, j |
|||||||
обозначают |
упорядоченные |
наборы |
{mh}, |
{Іи}- Тогда |
|
|||||||
|
Ел{Я ^(у, |
t)H ¥ (k, |
t)} = |
0, |
/ Ф к |
пли |
т Ф п, |
( 11. 11) |
||||
|
И nij\, |
] — к, т — п, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ибо |
многочлены |
Эрмита |
от |
разных |
и}- (t), |
очевидно, независимы |
||||||
и (11.11) |
распадается на |
множители вида |
|
|
|
Е {Пт, (Uj(t)) Нп. (щ(і))}.
Если р ф у, то т,і =£ щ и утверждение очевидно. В случае р = ѵ и 7 ф к утверждение также верно, ибо какое-то из этих математиче ских ожиданий равно нулю; нетрудно убедиться, что то же самое
происходит и |
в |
случае р = ѵ, j — к, |
тп ф п . |
Кроме того, |
в силу |
||||
рассуждений, |
подобных |
приведенным |
вслед |
за |
формулой |
(11.9), |
|||
|
|
Е { Н ^ (У, s) Я™ (к, *)} = |
0, |
р Ф V, |
(11 • 12) |
||||
однако при р = |
V, s =££ ситуация оказывается более сложной, чем |
||||||||
для (11.11). |
В |
любом случае |
(/, t ) |
лежат в |
Шѵ и при любом |
||||
фиксированном |
t порождают |
Шѵ Таким |
образом, |
|
|||||
|
|
g v ( t ) = |
2 |
a(V) ( m , i ) H m |
( л |
*)> |
|
|
|
|
|
|
m , j |
|
|
|
|
|
|
x) Выбор подходящего семейства может определяться характером функцио нальной зависимости процесса у (t) от х (I).
|
|
]]. |
Общая теория фильтров |
|
129 |
||
где суммирование происходит по всем т, |
], таким, что ji < |
/2 *< |
|||||
и 2 |
mh = V, |
а коэффициенты |
|
|
|
|
|
|
й(ѵ)К /) - |
= (Г К ') “1 Е {у (0 я ™ (/, |
0} |
||||
|
|
Е [{#£> (/•, г)}2] |
|
|
|
|
|
не зависят от |
і в силу |
стационарности. Теперь нам нужно найти |
|||||
|
|
Е {Нт( |
(/, s)tf£°(/c, f)}, |
s=^7. |
|
||
Рассуждая так же, как |
при выводе соотношения (11.10), получаем, |
||||||
что |
это равно |
|
|
|
|
|
|
|
Е (Щ |
щ . (я ) Г г ( Ц и к (г5))П;) = |
2 |
П Е К |
И Uh (0 } = |
|
|
|
І |
|
І |
2 |
{ъI-I |
*ф* (*— «)}, |
|
|
|
|
= |
|
где сумма берется по всевозможным способам попарного объедине ния множителей из первого произведения с множителями из второго произведения, а произведение — по всем парам (/, к) для данного способа попарного объединения. Очевидно, что в общем случае ситуация очень сложна.
Если в задаче участвует лишь небольшое количество функций ср;-, то вычисления могут быть осуществимыми, однако в этом случае прямой подход, без использования ср^, может оказаться столь же или даже более простым.
Эти идеи в принципе непосредственно обобщаются на векторный случай и на случай дискретного времени. Мы не будем здесь обсуж дать эти вопросы более подробно.
(іі) Определение фильтра, данное в пункте (і), распространяется на общий случай, когда х (t) — векторный стационарный в узком смысле, но не гауссовский процесс. В этом случае Ь2 определяется,
как прежде, а U (s) в L z определяется |
указанием U (s) %(со), где |
||
%(со) определено соотношением (11.1), |
а U {s) %(<*>) |
обозначает |
|
индикатор |
цилиндрического множества |
{со | (xj(;;) (th + |
s, со), к = |
= 1, . . ., |
п) £ Я}. Вновь U (s) является унитарным представлением |
группы сдвигов вещественной прямой; мы снова предположим, что А — замкнутый линейный оператор с областью определения 33 (Л),
плотной в Ьг, и определим фильтр как оператор А, |
такой, |
что |
|||||
AU (s) э Р (s) 1 , |
s £ (— оо, оо). |
Если |
xj 6 Іа, 7 = |
1, |
. . ., |
р, |
то |
мы положим х) |
|
|
|
|
|
|
|
Уі (t) = |
U («) Ах} = AU |
(t) xj, |
7 = 1, . . |
p; |
|
|
|
векторный процесс у (t) является стационарным в |
узком |
смысле |
|||||
и имеет конечную дисперсию. Мы можем наглядно |
представлять9* |
||||||
J) Очевидно, надо предположить, |
что Xj |
6 S3 (4 ).— Прим, |
перев. |
|
9 Э. Х ен и ан