α稳定分布的研究

本文是我在进行噪声数据处理时看到了一篇α稳定分布的模型建立与参数估计的操作记录,内容来源于《Alpha稳定分布的模型仿真及参数估计》一文:

目录

  • 前言
  • 一、α稳定分布数据产生
  • 二、α稳定分布参数估计
    • 对称分布
    • 斜分布
  • 后记

前言

首先需要理清思路,我们需要一个具有alpha稳定分布的数据,然后估计其参数X~S(alpha,beta,delta,mul)。

具有alpha稳定分布的数据可以自己通过模型仿真出来,也可以从生活中采集得到。

alpha控制其冲击特性,beta控制其分布左偏还是右偏还是居中,delta与mul相当于标准差与均值理解。
α稳定分布的研究_第1张图片
α稳定分布的研究_第2张图片
α稳定分布的研究_第3张图片
α稳定分布的研究_第4张图片

一、α稳定分布数据产生

标准参考系下(x~S(α,β,1,0))随机变量的产生:

当α!=1时:
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
α稳定分布的研究_第5张图片
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
当α=1时,
在这里插入图片描述
α稳定分布的研究_第6张图片
此上生成的是X~S(α,β,1,0)的数据,根据变换:
在这里插入图片描述
即可生成Y~S(α,β,δ,mul)分布的数据。

至此,我们得到了一个可以控制参数的α稳定分布的数据。

二、α稳定分布参数估计

参数估计分成两部分,一部分是对称分布与斜分布。所谓对称分布就是beta=0.斜分布就是beta!=0。值得一提的是,参数估计时无法估计出β的正负,需要通过统计数据大于零和小于零数据的多少来判断。beta>0数据多数为正,beta<0数据多数为负。

对称分布

对称分布:
X~S(α,0,delta,0),一般取mul=0.
α稳定分布的研究_第7张图片
其中:
α稳定分布的研究_第8张图片
p为用户自己取的一个参数:
在这里插入图片描述
一般取p在[0,1],越接近0对α估计精度越高,我喜欢取p=0.1.

斜分布

1、对α的估计(α不为1):

在这里插入图片描述
其中,
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
2、β的估计:
α稳定分布的研究_第9张图片
其中,
在这里插入图片描述
3、δ的估计:
α稳定分布的研究_第10张图片
其中,
在这里插入图片描述
4、mul一般取0,不估计。

后记

参数估计其实误差还是有的,不过在可接受范围内就可以了,我这个工作不需要这个估计有多少精确度,够用就行。(btw看到好多后续copy的文章,那真是直接搬,还有的人改几个公式里的参数,直接让结果报废,emm,试了若干文章的公式还是这一篇讲得最精细,结果也最好。)

顺便一提,matlab里有
[f,xi]=ksdensity
plot(xi,f)
函数用来画序列的pdf(概率密度函数),可以来看看你的数据到底是不是α稳定分布的数据,就像我有一次估计一个序列的α大概有3点几了,还在想我的估计代码哪里错了,结果是序列不是α稳定分布,尴尴尬尬。

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