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時系列の与えられたパワーとクロススペクトル密度のシミュレーション
共分散行列(それらのパワースペクトル密度(PSD)およびクロスパワースペクトル密度(CSD))を考えると、一連の定常色付き時系列の生成に問題があります。 2つの時系列と与えられると、yI(t)yI(t)y_{I}(t)yJ(t)yJ(t)y_{J}(t)ような多くの広く利用可能なルーチンを使用して、パワースペクトル密度(PSD)およびクロススペクトル密度(CSD)を推定できることを知っていますMatlabなどの関数psd()とcsd()関数。PSDとCSDは共分散行列を構成します C(f)=(PII(f)PJI(f)PIJ(f)PJJ(f)),C(f)=(PII(f)PIJ(f)PJI(f)PJJ(f)), \mathbf{C}(f) = \left( \begin{array}{cc} P_{II}(f) & P_{IJ}(f)\\ P_{JI}(f) & P_{JJ}(f) \end{array} \right)\;, これは一般に周波数fff関数です。 逆にしたい場合はどうなりますか? 共分散行列が与えられた場合、yI(t)yI(t)y_{I}(t)とyJ(t)yJ(t)y_{J}(t)実現をどのように生成しますか? 背景理論を含めるか、これを行う既存のツールを指摘してください(Pythonのすべてが素晴らしいでしょう)。 私の試み 以下は、私が試したものと、私が気づいた問題の説明です。少し長い間読んでおり、誤用された用語が含まれている場合は申し訳ありません。間違っていることが指摘できる場合、それは非常に役立ちます。しかし、私の質問は上記の太字のものです。 PSDとCSDは、時系列のフーリエ変換の積の期待値(またはアンサンブル平均)として記述できます。したがって、共分散行列は次のように記述できます C(f)=2τ⟨Y†(f)Y(f)⟩,C(f)=2τ⟨Y†(f)Y(f)⟩, \mathbf{C}(f) = \frac{2}{\tau} \langle \mathbf{Y}^{\dagger}(f) \mathbf{Y}(f) \rangle \;, ここで、 Y(f)=(y~I(f)y~J(f)).Y(f)=(y~I(f)y~J(f)). \mathbf{Y}(f) = \left( \begin{array}{cc} \tilde{y}_{I}(f) & \tilde{y}_{J}(f) \end{array} \right) \;. 共分散行列はエルミート行列であり、ゼロまたは正の実固有値を持ちます。だから、に分解することができる C(f)= X(f)λ12(f)私λ12(f)X†(f)、C(f)=バツ(f)λ12(f)私λ12(f)バツ†(f)、 \mathbf{C}(f) = \mathbf{X}(f) \boldsymbol\lambda^{\frac{1}{2}}(f) …