Чи обов'язково сума двох процесів білого шуму - білий шум?


30

Нехай і - процеси білого шуму. Чи можемо ми сказати, що - це обов'язково білий шум?atbtct=at+bt


1
Що за білий шум ..?
Тім

15
Яке ваше визначення білого шуму?
Glen_b -Встановити Моніку

Ви говорите про білий гауссовий шум чи білий шум?
Мехрдад

1
Нехай . Є чи б т білого шуму процес? Чи є b t + a t ? bt=atbtbt+at
користувач253751

Відповіді:


45

Ні, вам потрібно більше (принаймні під визначенням Хаяші щодо білого шуму). Наприклад, сума двох незалежних процесів білого шуму - це білий шум.

Чому т і б т білого шуму недостатньо для більш т + б т бути білим шумом?atbtat+bt

Вслід за Економетрикою Хаяші , стаціонарний процес коваріації визначається як білий шум, якщо E [ z t ] = 0 і C o v ( z t , z t - j ) = 0 для j 0 .{zt}E[zt]=0Cov(zt,ztj)=0j0

Нехай і { b t } є процесами білого шуму. Визначте c t = a t + b t . Тривіально маємо E [ c t ] = 0 . Перевірка стану коваріації:{at}{bt}ct=at+btE[ct]=0

Застосовуючи, що{at}і{b

Cov(ct,ctj)=Cov(at,atj)+Cov(at,btj)+Cov(bt,atj)+Cov(bt,btj)
{at} - білий шум: C o v ( c t , c t - j ){bt}
Cov(ct,ctj)=Cov(at,btj)+Cov(bt,atj)

Отже, чи є білий шум, залежить від того, чи C o v ( a t , b t - j ) + C o v ( b t , a t - j ) = 0 для всіх j 0 .{ct}Cov(at,btj)+Cov(bt,atj)=0j0

Приклад, коли сума двох процесів білого шуму - не білий шум:

Нехай - білий шум. Нехай b t = a t - 1 . Зверніть увагу, що процес { b t } - це також білий шум. Нехай c t = a t + b t , отже c t = a t + a t - 1 , і спостерігаємо, що процес { c t } - не білий шум.{at}bt=at1{bt}ct=at+btct=at+at1{ct}


Прокоментуйте Метью (додайте посилання для коментарів для мене не працює): згідно з більш поширеними більш жорсткими визначеннями білого шуму, навіть додавання двох незалежних джерел білого шуму не призведе до справжнього білого шуму, оскільки амплітуди вже не однакові але огорнутий.

2
Я хотів би побачити інші, нееконометричні, неекономічні визначення білого шуму. Це термін, який часто кидають навколо, і я не впевнений, як він використовується в інших сферах (або навіть інших визначеннях, що використовуються у фінансах / економіці).
Меттью Ганн

Інший приклад: Нехай тоді a t + b t = 0 для всіх t, а не білого шуму. @MatthewGunn Я б сказав, що визначення фінансів було б однаковим, але у мене немає джерела. dt=atat+bt=0t
Боб Янсен

38

Навіть простіша, ніж відповідь @ MatthewGunn,

Розглянемо . Очевидно, що c t0 - це не білий шум - важко було б назвати його будь-яким шумом.bt=atct0

Чим ширше пункт, якщо ми нічого не говорять про спільний розподіл не знаю , і б т , ми не зможемо сказати , що відбувається , коли ми намагаємося досліджувати об'єкти , які залежать від них обох. Для цього важлива структура коваріації.atbt


Додаток:

Звичайно, саме ця мета шумопоглинаючих навушників! - щоб змінити частоту зовнішніх шумів і скасувати їх - так, повертаючись до фізичного визначення білого шуму, ця послідовність є буквальним мовчанням . Взагалі немає шуму.


0 - ідеально тонкий білий шум.
Стиг Хеммер

4
@StigHemmer звичайною вимогою є те, що для j=0, Cov(ct,ctj)=Var(ct)=σ2>0.
Therkel

5
Objection withdrawn.
Stig Hemmer

1
@StigHemmer see edit -- it's in fact a very natural definition for 0 not to be white noise (in fact it's rather the opposite, by the common definition -- we can exactly predict the value of the sequence given any past value)
MichaelChirico

2

In electronics, white noise is defined as having a flat frequency spectrum ('white') and being random ('noise'). Noise generally can be contrasted with 'interference', one or more undesired signals being picked up from elsewhere and being added to the signal of interest, and 'distortion', undesired signals being generated from nonlinear processes acting on the signal of interest itself.

While it is possible for two different signals to have correlated parts, and therefore cancel differently at different frequencies or at different times, e.g. completely canceling over a certain band of frequencies or during a certain interval of time, but then not canceling, or even adding constructively over another band of frequencies or during a certain interval of time, the correlation between the two signals presumes a correlation, which is precluded by the presumably random aspect of 'noise', which is what was asked about.

If, indeed, the signals are 'noise' and therefore independent and random, then no such correlations should/would exist, so adding them together will also have a flat frequency spectrum and will therefore also be white.

Also, trivially, if the noises are exactly anti-correlated, then they could cancel to give zero output at all times, which also has a flat frequency spectrum, zero power at all frequencies, which could fall under a sort of degenerate definition of white noise, except that it isn't random and can be perfectly predicted.

Noise in electronics can come from several places. For example, shot noise, arising from the random arrival of electrons in a photocurrent (coming from the random arrival times of photons), and Johnson noise, coming from the Brownian motion of electrons in a resistive element warmer than absolute zero, both produce white noise, although, always with a finite bandwidth at both ends of the spectrum in any real system measured over a finite length of time.


-2

if both white noise sound is traveling in same direction And if their frequency is in phase matched up, then only they get added. But, one thing i am not sure about is after adding up will it remain as white noise or it will become some other type of sound having different frequency.


1
It seems to me you might be thinking about physical noise rather than statistically? I'm not sure that this answer adds very much - e.g. how can white noise have a single frequency to be matched up? Try looking at a spectrogram of white noise.
Silverfish

2
(However, this does appear to be an attempt to answer the question, so reviewers should consider downvoting instead of deletion.)
Silverfish

The sum of two white noise signals will be white noise if they are uncorrelated noise. I also came here from the Hot Network Questions list, not noticing which site it was on. I expect that the statistical definition of white noise is equivalent to the signal-processing definition. About your thought that the two noises will add together occasionally -- yes, they will, but only in certain (random) locations. In other locations, they will subtract. It doesn't stop the result from also being white noise.
Reinstate Monica

@Justin, "The sum of two white noise signals will be white noise if they are uncorrelated noise." - I may be misunderstanding what you mean by "if they are uncorrelated", but under my interpretation your conclusion is wrong. If at is white noise and bt=at1 (Matthew Gunn's example) then both at and bt are white noise, and cor(at,bt)=0 for every t. Yet, ct=at+bt is not white noise.
not_bonferroni

@not_bonferroni - Yes, I suppose I was using incorrectly "uncorrelated" to mean "independent".
Reinstate Monica
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.