<<
>>

Стационарные случайные процессы

Физическое явление при рассмотрении с позиций теории случайных процессов (сигналов) можно описать в любой момент времени осреднением по ансамблю реализации, представляющих данный случайный процесс.
Рассмотрим ансамбль выборочных функций, образующий случайный процесс (рисунок 16). Математическое ожидание или среднее значение (первый начальный момент распределения) процесса в момент времени t может быть найдено путем суммирования мгновенных значений каждой реализации ансамбля в момент времени t деления этой суммы на число реализаций. Аналогичным образом корреляция между значениями случаного процесса в два различных момента времени (второй смешанный центральный момент, который называют автокорреляционной функцией) определяется путем осреднения по ансамблю произведений мгновенных значений

о

центрированного процесса X(t) = X(t) - mx (t) в моменты времени t и t+т. То есть, математическое ожидание mx(t) и автокорреляционная функция Rx(t,t+i) процесса {X(t)} (фигурные скобки означают ансамбль реализаций) определяются из соотношений

1 N

mx (t) = lim - ^ X, (t), (1.59)

1 N 0 0 R (t, t + T) = lim - ? Xk (t) X(t + T) ,

причем при суммировании предполагается, что появление всех реализаций равновероятно. В общем случае, когда функции mx(t) и Rx(t,t+i) меняются с изменением момента времени t, случайный процесс {X(t)} называется нестационарным. В частном случае независимости mx(t) и Rx(t,t+i) от t, случайные процесс {X(t)} называется стационарным в широком смысле. Математическое ожидание такого процесса постоянно, а автокорреляционная функция представляет собой функцию единственной переменной - временного сдвига между сечениями процесса, то есть mx(t)=mx, Rx(t,t+i)=Rx.

Для случайного процесса {X(t)} можно отыскать бесконечное множество начальных и центральных (в том числе и смешанных) моментов; их совокупность полностью описывает плотность распределения процесса.

Когда все начальные и центральные моменты не зависят от времени, процесс называют стационарным в узком смысле (более точное определение такого типа стационарности будет приведено ниже).

t + T

t + T

(OA

A

Рисунок 16 - Ансамбль реализаций, образующих случайный процесс

t + T

Рисунок 16 - Ансамбль реализаций, образующих случайный процесс

Любой процесс, стационарный в узком смысле, является стационарными и в широком, но не наоборот.

<< | >>
Источник: Пивоваров Ю.Н., Тарасов В.Н., Селищев Д.Н.. Методы и средства оперативного анализа случайных процессов:Учебное пособие. - Оренбург: ГОУ ВПО ОГУ. 2004

Еще по теме Стационарные случайные процессы: