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2012 | OriginalPaper | Buchkapitel

1. Diffusion and Stochastic Differential Equations

verfasst von : Zeev Schuss

Erschienen in: Nonlinear Filtering and Optimal Phase Tracking

Verlag: Springer US

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Excerpt

In the classical theory [124] one-dimensional zero-mean Gaussian noise n(t) is a one-parameter family of real-valued Gaussian random variables such that for every sequence 0 = t 0 < t 1 < t 2 < ⋯ < t k , the vector
$$\mathbf{n} = \left (\begin{array}{c} n({t}_{1}) \\ n({t}_{2})\\ \vdots \\ n({t}_{k}) \end{array} \right )$$
is zero-mean Gaussian with covariance matrix σ, given by
$$\begin{array}{rcl}{ \sigma }^{i,j} = \mathbf{b}En({t}_{ i})n({t}_{j})\qquad (i,j = 0,1,2,\,\ldots \,,k).& &\end{array}$$
(1.1)
The joint probability density function (pdf) of n is
$$\begin{array}{rcl} {\rm Pr} \{\mathbf{n} = \mathbf{x}\} =& \,{p}_{\mathbf{n}}({x}_{1},{t}_{1};{x}_{2},{t}_{2};\,\ldots \,,{x}_{k},{t}_{k})& \\ =& \, \frac{1} {{(2\pi \det {\sigma})}^{k/2}} \!\exp \left \{-\frac{1} {2}{\mathbf{x}}^{T}{{\sigma}}^{-1}\mathbf{x}\right \}\!, &\end{array}$$
(1.2)
where x T  = (x 1, x 2,  , x k ). If the noise is uncorrelated, that is, if n(t i ) is independent of n(t j ) for ij, then σ is a diagonal matrix with σ i, i  = Var[n(t i )]. This case is easy to simulate on a computer, because \(n({t}_{i}) \backsim \mathcal{N}(0,{\sigma }^{i,i})\), that is, in a Monte–Carlo simulation we sample the random component n(t i ) of the vector n, independently of all others, from the normal distribution \(\mathcal{N}(0,{\sigma }^{i,i})\). …

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Metadaten
Titel
Diffusion and Stochastic Differential Equations
verfasst von
Zeev Schuss
Copyright-Jahr
2012
Verlag
Springer US
DOI
https://doi.org/10.1007/978-1-4614-0487-3_1