随机点过程
描述按一定统计规律在空间X中随机地分布的点的数学模型
随机点过程是描述按一定统计规律在空间X中随机地分布的一些点的数学模型。
随机点过程(stochastic point process or ran-dom point process)简称点过程。一类数学模型。它是描述按一定统计规律在空间X中随机地分布的一些点的数学模型。粗略地说,随机点过程就是随机的点分布。现实生活中存在着许多这样的随机现象,其中人们所关心的随机事件具有高度局部化的特点,亦即事件的发生可以认为只限于在时间或空间(统称为状态空间并记为X)中的一个很小的范围内,因此在数学上可以用一个理想化的点来表示。
最常见的情形是状态空间X取为实数直线R=(-∞,+∞)或它的非负部分R+=(0,+∞)。因为实数有大小先后的次序,故这样的点过程又称为(随机)事件序列或事件流。
在数学上也可以把随机点过程定义为一类特殊的随机测度——随机计数测度(简称计数测度)。如同在“随机测度”条中所述,设X是满足第二可数公理的局部紧德国数学家豪斯多夫(Hausdorff,F.)空间。定义在X上的波莱尔代数B(X)上的计数测度是在紧集上为有限的非负整值测度,人们用N(X)表示它们的全体,B(N)表示N(X)上(关于淡拓扑)的波莱尔代数。于是,X上的一个随机点过程就是从基本概率空间(Ω,F,P)到(N(X),B(N))中的一个可测映象ξ。注意对任意固定的ω∈Ω,ξ(ω)∈N(X)是一计数测度。由于N(X)⊂M(X),故随机点过程是特殊的随机测度。又若ξ是一随机点过程,则对任意A∈B(N),Pξ-1(A)=P{ω∈Ω,ξ(ω)∈A}诱导出可测空间(N(X),B(N))上的一个概率测度Pξ-1,并称其为ξ的分布。由于ξ和它的分布是一一对应的,故又可把一个随机点过程定义为可测空间(N(X),B(N))上的一个概率测度。注意上面定义的点过程是局部有限的,即过程在X的任意紧集(当X=R或R的一个子集时,紧集可用有界集代替)中的点数一定是有限的。
对于状态空间是R+=(0,+∞)的随机点过程(不失一般性,可设在时刻t=0没有点发生),人们可以把它的点按从小到大的顺序排列为0=S0≤S1≤S2≤…,并用随机变量序列{Sn,n≤0}或由Tn=Sn-Sn-1定义的点间间距序列{Tn,n≥1}表示该点过程。另一方面,若以N(t)记过程在区间(0,t)中发生的点数,则{N(t),t≥0}是一计数过程;若给定了一计数过程{N(t),t≥0},则通过
Sn=inf{t:N(t)≥n}
可确定一点列{Sn,n≥0}(如前,令S0=0)。由于这种一一对应关系,人们在数学上往往把一个点过程和相应的计数过程看做是等同物(参见“随机测度”和“计数过程”)。
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最新修订时间:2024-05-21 16:58
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