白噪声或白噪音,是一种功率频谱密度为常数的随机信号或随机过程。换句话说,此信号在各个频段上的功率是一样的,由于白光是由各种频率(颜色)的单色光混合而成,因而此信号的这种具有平坦功率谱的性质被称作是“白色的”,此信号也因此被称作白噪声。相对的,其他不具有这一性质的噪声信号被称为有色噪声。
理想的白噪声具有无限带宽,因而其能量是无限大,这在现实世界是不可能存在的。实际上,我们常常将有限带宽的平整讯号视为白噪音,因为这让我们在数学分析上更加方便。
鞅(英文martingale)是一个随机过程X(t),这个随机过程应满足如下条件:
E(Xt+a|Ft)=Xt,a〉0
其中Ft是随机过程X到时间t为止的表现(或曰信息),鞅就是说这个随机过程的未来与历史表现无关,无论历史路径如何,其未来的期望都是现在的值。
举一个例子就是一系列赌博。假设这个赌博的规则是扔一枚普通硬币,如果正面朝上,你就赢1块钱,反之你就输一块钱。如果我们用
X(t)来表示在扔了t次硬币以后你的总财富,那么X(t)就是一个鞅。因为无论前面t次赌博中硬币朝上或朝下的次数有多少,以后每一次扔掷朝上和朝下的概率都是均等的;也就是说无论从X(0)到X(t)到底是怎么变化的(无论你是一口气连赢t元钱,还是一口气连输t元钱,抑或是先输掉t/2元钱,再赢回t/2元钱,还是其他的结果),以后每一次扔掷对你的财富的影响的数学期望都是:
1/2*1+1/2*(-1)=0
所以对于任何a>0
E(Xt+a|Ft)
=E(Xt|Ft)+E(0*a|Ft)
=Xt+0*a
=Xt
也就是说,Xt是一个鞅。
白噪音即正态分布而产生的时间序列。即一个序列e(t),如果对于任何t,
E(e(t))=0
Var(e(t))=s^2(s可以是任意大于0的值);
并且对于任何t1和t2,e(t1)和e(t2)的协方差都是0(即二者完全没有相关性,是完全独立的两个随机变量),即:
Covar(e(t1),e(t2))=0
或者,等价地:
E(e(t1)*e(t2))=0
那么,序列e(t)就是一个白噪音。


雷达卡


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