狭义平稳过程

随机过程,如果对任意常数 和正整数

相同的联合分布,则称 严平稳过程或「狭义平稳过程」。换而言之,此时函数的分布与时间无关。严平稳过程的统计特征是由有限维分布函数决定的,在实际应用中难以确定。

当产生随机现象的一切主要条件可以视为不随时间的推移而改变时,这类过程可以看作为狭义平稳的。

例如:电子管中散弹效应引起的电路中的噪声电,通信,自动控制等领域的许多过程都可以认为是严平稳随机过程

若一个随机过程 是狭义平稳过程,则可以根据此性质从四个变量中,消去一个变量,即

狭义平稳过程具有如下性质:

  • 均值平稳性:对于任意时刻 ,随机变量 的均值是一个常数,即 ,其中 是一个固定的常数。

  • 方差平稳性:对于任意时刻 ,随机变量 的方差是一个常数,即 ²,其中 ² 是一个固定的常数。

  • 自协方差平稳性:对于任意时刻 ,随机变量 的协方差只与时间差 有关,而与具体的时刻 无关,即 ,其中 是一个只与时间差 有关的函数。

数字特征

均值

均方值

方差

自相关函数

协方差函数

性质

对于严平稳过程 的一维分布 ,若令 ,则

性质1

因此严平稳过程的一维分布函数与时间无关,其在任何时刻的统计平均值与时间无关

性质2

随机过程 是严平稳过程,则其均值、均方值和方差均为与时间无关的常数

性质3

若令 ,则

,则

对于严平稳随机过程 的二维分布只与时间差有关

性质4

严平稳随机过程的自相关函数是时间 的单变量函数

同理,协方差函数也是时间 的单变量函数