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예제: 상관 및 편자기상관
lcorrplcorr 함수를 사용하여 시차 적용 표본 상관 관계와 편자기상관을 계산합니다.
정의와 예제는 Bowerman 및 O'Connell의 Time Series Analysis(Duxbury)와 Granger 및 Newbold의 Forecasting Economic Time Series(Academic Press)를 참조하십시오.
lcorr
lcorr 함수에서는 두 입력의 길이가 같다고 가정합니다.
창을 씌운 싸인파 펄스의 형태인 입력 신호를 가정합니다. 예를 들어, 이 펄스를 소나 테스트 신호로 사용할 수 있습니다. 복귀 신호는 일정 거리를 이동하고, 관심 물체에 부딪쳐 반사된 후 소스로 돌아옵니다. 돌아온 신호는 이동 시간에 따른 시차를 가지며 감쇄, 노이즈의 영향을 받게 됩니다. 이 받은 신호와 테스트 신호의 상관 관계를 구하면 시차를 결정하여 테스트한 물체의 거리를 알아낼 수 있습니다.
1. 다수의 표본점을 정의합니다.
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2. 펄스 길이를 정의합니다.
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3. sin 함수를 사용하여 신호를 정의합니다.
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4. hanning 함수를 사용하여 창함수를 정의합니다.
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창 너비는 200입니다.
벡터 x의 길이는 1000개 요소 길이입니다.
5. 입력 신호 x를 도표화하고 세로 마커를 사용하여 펄스 길이 선을 표시합니다.
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6. rnd 함수를 사용하여 임의 노이즈를 정의한 다음 복귀 신호의 시차와 감쇄를 정의합니다.
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7. 입력 신호와 함께 복귀 신호를 정의하고 도표화합니다.
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신호를 측정하지만 시뮬레이션하지 않는 경우처럼 시차를 모르는 경우에는 위와 같은 노이즈가 심한 도표에서 어디가 복귀 펄스인지 구분하기 어렵습니다.
시차 근방에서는 상관 관계에 따라 한 신호가 다른 신호와 교차하므로 서로 곱해지고 합해져 표본에 도달합니다. 따라서 xy의 선형 상관 관계가 다른 상관 관계 표본과 비교할 때 최대값이 될 것으로 예상됩니다. 시차에 도달하면 중첩이 최대가 됩니다.
8. lcorr, maxmatch 함수를 사용하여 시차 근방에서 xy의 선형 상관 관계가 최대값이 되는지 확인합니다.
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lcorr을 사용한 자기상관
자기상관을 사용하여 이동 평균 프로세스의 차수를 추정합니다.
1. rndmovavg 함수를 사용하여 난수 시퀀스를 너비 N의 창함수로 평활화합니다.
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2. 이동 평균을 도표화합니다.
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3. lcorr 함수를 사용하여 Y의 자기상관을 계산하고 도표화합니다.
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자기상관의 처음 N 값은 어느 정도 직선을 이루어 감소하고 N에서 0에 가까운 값이 됩니다. N의 값을 모르는 경우 이 거동을 통해 비교적 정확한 예측을 할 수 있습니다.
4. 참조용으로 slope 함수를 사용하여 이 초기 세그먼트의 기울기를 계산하고 -1/N과 비교합니다.
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자기상관은 신호 스펙트럼의 푸리에 변환입니다. 따라서 dft 함수를 사용하여 계산하는 것이 효율적입니다.
plcorr
plcorr 함수는 가장 적합한 자기회귀 시계열을 얻을 수 있는 모델의 차수를 추정하고 모델 매개변수를 계산하는 데 사용됩니다.
반사 계수 시퀀스라고도 하는 편자기상관 시퀀스는 시간 tt-k에서 전향 및 후향 예측을 빼 조정된 시계열 값 간의 상관 관계를 나타냅니다. 예측은 두 시간 중간의 시계열 값에 기반합니다.
기술적인 추가 세부 내용에 대해서는 D. B. Percival 및 A. T. Walden의 "Spectral Analysis for Physical Applications"(409페이지, Cambridge University Press, 1993년)를 참조하십시오. 여기에는 자동 회귀 모델에 Levinson-Durban 재귀를 사용하는 방법이 설명되어 있습니다.
편자기상관 plcorr 함수의 사용법을 설명하기 위해 다음 단계에 따라 자동 회귀 프로세스를 구성합니다.
1. 프로세스의 계수를 정의합니다.
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2. rnd 함수를 사용하여 시계열을 초기화합니다.
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3. 자동 회귀 신호와 임의 노이즈를 사용하여 나머지 계열을 생성합니다.
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4. 프로세스의 처음 200개 단계를 계산하고 도표화합니다.
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5. lcorrplcorr 함수를 사용하여 자기상관 및 편자기상관을 계산합니다.
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6. 각 상관 벡터의 처음 30개 요소를 도표화하고 세로 마커를 사용하여 계수 수를 표시합니다.
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자동 회귀 프로세스 b의 경우 자기상관이 진동하지만 편자기상관은 6 이후부터 잘립니다. 따라서 편자기상관은 프로세스의 차수에 대한 정보를 제공합니다. 계속해서 이 차수를 burg 함수 등에 사용할 수 있습니다.
경제 관련 시계열은 대개 저차수 모델을 사용하여 맞춤을 계산하고 분석합니다. 이 경우 일부 plcorr 계수만 0이 아닙니다. plcorr 계수가 빠르게 감소하지 않는 데이터의 경우 비선형 현상을 나타내는 데이터일 수 있습니다. 이 경우 일반적인 기법은 데이터의 차를 구하고 차분 데이터에서 상관관계를 분석하는 것입니다.