🗒️AR、MA及ARMA模型
2025-3-23
| 2025-3-23
字数 1214阅读时长 4 分钟
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这里写文章的前言: 一个简单的开头,简述这篇文章讨论的问题、目标、人物、背景是什么?并简述你给出的答案。
可以说说你的故事:阻碍、努力、结果成果,意外与转折。
 

📝 主旨内容

观点1

引用的话语

观点2

引用的话语

🤗 总结归纳

总结文章的内容

📎 参考文章

  • 一些引用
  • 引用文章

1、AR模型

自回归模型(autoregressive model)的定义如下:
时间序列{rt}{rt}被称为一个pp阶的自回归模型,记为AR(p)AR(p)模型:
rt=α1rt−1+α2rt−2+...+αprt−p+wtrt=α1rt−1+α2rt−2+...+αprt−p+wt
=∑i=1Pαirt−i+wt=∑i=1Pαirt−i+wt
其中,wtwt是一个白噪声中的随机变量。
上述模型是多元线性回归模型,只是变量和自变量都是时间序列中不同时间点的随机变量。它研究的是时间序列自身的多远线性回归关系,所以称为自回归模型。
用自回归模型建模时需要确定阶数pp。
自回归模型不都是平稳的。当p=1,α1=1p=1,α1=1,时,这个一阶自回归模型AR(1)AR(1)实际上就是随机游走。上篇笔记给出了随机游走不稳定的说明。
如果一个自回归模型AR(p)AR(p)是平稳的,那么它就有下面的性质:
  • 均值为0(或者是一个常数c);
  • 间隔为的自协方差可用如下递归式表示(利用了协方差的可加性):
    • k
      k
γk=∑i=1pαiγk−i,k≥0γk=∑i=1pαiγk−i,k≥0
  • 间隔为的自相关系数可用如下递归式表示:
    • k
      k
ρk=∑i=1pαiρk−i,k≥0ρk=∑i=1pαiρk−i,k≥0

2、MA模型

用自回归模型建模股价收益率,是建立在tt时刻收益率是t−p,...,t−1t−p,...,t−1时刻收益率的线性组合的假设上。
与AR模型不同,移动平均模型(moving average)对收益率建模假设tt时刻收益率是白噪声在不同时刻随机变量的线性组合。
如果时间序列{rt}{rt}是一个qq阶的移动平均模型(记为MA(q)MA(q)),那么MA(q)长成下面这样:
rt=wt+β1w1+...+βqwqrt=wt+β1w1+...+βqwq
其中,序列{wt}{wt}是一个白噪声。
MAMA模型一定是平稳的。它的序列均值为0(假设序列{wt}{wt}均值为0,也可以是常数);它的间隔k的自相关系数如下:
  • 若,;
    • k=1
      k=1
      ρk=1
      ρk=1
  • 若,;
    • k=1,...,q
      k=1,...,q
      ρk=∑q−ki=0βiβi+k/∑qi=0β2i
      ρk=∑i=0q−kβiβi+k/∑i=0qβi2
  • 若,。
    • k>q
      k>q
      ρk=0
      ρk=0
你也许会觉得MAMA模型和随机游走很像,都是白噪声的累加。为什么随机游走是不平稳,而MAMA模型是平稳的。
这里要注意,MAMA模型的白噪声线性组合中的变量个数是由阶数qq固定的,而随机游走的的白噪声变量个数是与tt相关的。
上面也已经说明了,随机游走其实是ARAR模型的一个特例。

3、ARMA模型

如果用自回归模型建模股价收益率,实际上是在捕捉市场的动量或者反转效应。
如果用移动平均模型建模股价收益率,又是在捕捉由于外界扰动因子对整个平衡的打破(体现在加权系数β1,...,βqβ1,...,βq上)。
如果想同时获得上述两类信息的建模,那么很简单地就是将AR和MA通过做简单的线性方式结合起来,也就是自回归移动平均模型(autoregressive moving average model)
如果时间序列{rt}{rt}是一个(p,q)(p,q)阶的自回归移动平均模型(记为ARMA(p,q)ARMA(p,q)),那么,ARMA(p,q)ARMA(p,q)长成下面这样:
rt=α1rt−1+α2rt−2+...+αprt−p+β1w1+...+βqwq+wtrt=α1rt−1+α2rt−2+...+αprt−p+β1w1+...+βqwq+wt
用ARMA模型建模需要确定阶数、还有很多参数、需要检验残差项的自相关性(也就是那个wtwt)等等。这些在后面的笔记详细阐述。
 
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