Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ответы на вопросы по Теории Вероятности.doc
Скачиваний:
72
Добавлен:
27.09.2019
Размер:
1.64 Mб
Скачать

50 Корреляционная функция случайного процесса и ее свойства. Нормированная корреляционная функция.

Корреляционной функцией случайного процесса X(t) называется неслучайная функция , которая при каждой паре значений равна корреляционному моменту соответствующих сечений случайного процесса:

, где , .

Связь (см. рис. 6.4) между сечениями случайного процесса X(t) больше, чем между сечениями случайного процесса Y(t), т.е.

.

Из определения следует, что если задана двумерная плотность вероятности случайного процесса X(t), то

, (6.8)

или

. (6.9)

Корреляционная функция представляет собой совокупность корреляционных моментов двух случайных величин в моменты , причем оба момента рассматриваются в любом сочетании всех текущих возможных значений аргумента t случайного процесса. Таким образом, корреляционная функция характеризует статистическую связь между мгновенными значениями в различные моменты времени.

Свойства корреляционной функции.

1) Если , то . Следовательно, дисперсия случайного процесса является частным случаем корреляционной функции.

2) Корреляционная функция симметрична относительно своих аргументов, т.е. .

3) Чем больше интервал между , тем корреляционная функция меньше.

4) Геометрически корреляционная функция представляет собой поверхность (рис.6.5).

Рисунок 6.5 – График корреляционной функции для часто встречающихся случайных процессов

Во многих случаях особенно при сравнении различных случайных процессов вместо корреляционной функции рассматривают нормированную корреляционную функцию , которая определяется как отношение корреляционной функции к произведению функций средне квадратичных отклонений, т.е.

.

Нормированная корреляционная функция , также как и коэффициент корреляции двух случайных величин изменяется от -1 до +1, но не является постоянной, а зависит от аргументов .

51 Определение характеристик случайной функции по опытным данным.

Пусть над случайным процессом X(t) проведено n опытов и получено n реализаций (рис. 6.6).

Рисунок 6.6 – Реализации случайного процесса X(t)

Требуется определить: оценку математического ожидания случайного процесса ; оценку дисперсии случайного процесса ; оценку корреляционной функции .

Значения, которые принимают реализации случайного процесса X(t), сведем в таблицу 6.2.

Таблица 6.2

x(t) t

t1

t2

tk

tl

tm

x1(t)

x1(t1)

x1(t2)

x1(tk)

x1(tl)

x1(tm)

xi(t)

xi(t1)

xi(t2)

xi(tk)

xi(tl)

xi(tm)

xn(t)

xn(t1)

xn(t2)

xn(tk)

xn(tl)

xn(tm)

Оценки математического ожидания в сечениях случайного процесса находятся как средне – арифметические значения столбцов, т.е.

.

Оценки дисперсии в сечениях случайного процесса находятся как средне – арифметические значения квадратов центрированных значений столбцов, т.е.

.

Оценки корреляционного момента в парах сечений определяются как средне – арифметические значения произведений центрированных значений столбцов и , т.е.

.

По значениям оценок математического ожидания в сечениях случайного процесса строят график функции математического ожидания случайного процесса (рис.6.3). Для определения степени статистической связи значений случайного процесса между собой и средней величины разброса их по оценкам корреляционного момента составляют таблицу 6.3.

Таблица 6.3

t1

t2

tk

tl

tm

t1

t2

tk

tl

tm

При этом требуемая точность отображения функции математического ожидания и корреляционной функции может достигаться увеличением количества сечений m.