الارتباط الذاتي


يقيس الارتباط الذاتي ، المعروف أحيانًا بالارتباط التسلسلي في حالة الزمن المتقطع ، مدى ارتباط إشارة ما بنسخة متأخرة منها. وهو في جوهره، يحدد مدى التشابه بين مشاهدات متغير عشوائي عند نقاط مختلفة في نطاقه (عادةً، الزمن ). يُعد تحليل الارتباط الذاتي أداة رياضية لتحديد الأنماط المتكررة أو الدوريات الخفية داخل إشارة مُشوشة بالضوضاء . ويُستخدم الارتباط الذاتي على نطاق واسع في معالجة الإشارات ، وتحليل المجال الزمني ، وتحليل السلاسل الزمنية لفهم سلوك البيانات بمرور الوقت.
تختلف تعريفات الارتباط الذاتي باختلاف مجالات الدراسة، وليست جميع هذه التعريفات متكافئة. في بعض المجالات، يُستخدم المصطلح بشكل متبادل مع التغاير الذاتي .
تتضمن نماذج السلاسل الزمنية المختلفة الارتباط الذاتي، مثل عمليات جذر الوحدة ، وعمليات الاتجاه الثابت ، وعمليات الانحدار الذاتي ، وعمليات المتوسط المتحرك .
الارتباط الذاتي للعمليات العشوائية
في الإحصاء ، يُعرف الارتباط الذاتي لعملية عشوائية حقيقية أو مركبة بأنه معامل ارتباط بيرسون بين قيم العملية في أوقات مختلفة، كدالة للوقتين أو للفارق الزمني.أن تكون عملية عشوائية بمرور الوقت وليكن المتغير العشوائي في الوقت. ((قد يكون عددًا صحيحًا لعملية زمنية منفصلة أو عددًا حقيقيًا لعملية زمنية مستمرة .) ثم تعريف دالة الارتباط الذاتي بين الأوقاتوهو [ 1 ] : 388 [ 2 ] : 165
أينيمثل عامل القيمة المتوقعة ، ويمثل الخط المرافق المركب . لاحظ أن القيمة المتوقعة قد لا تكون محددة بدقة .
لنفترض أن العملية لها متوسطوالتباينفي ذلك الوقتلكلينتج عن طرح المتوسط قبل الضرب دالة التغاير الذاتي بين الأوقاتو: [ 1 ] : 392 [ 2 ] : 168
لاحظ أن هذا التعبير غير محدد جيدًا لجميع السلاسل الزمنية أو العمليات، لأن المتوسط قد لا يكون موجودًا، أو قد يكون التباين صفرًا (لعملية ثابتة) أو لا نهائيًا (للعمليات ذات التوزيع الذي يفتقر إلى لحظات جيدة السلوك، مثل أنواع معينة من قانون القوة ).
تعريف العملية العشوائية الثابتة بالمعنى الواسع
لوإذا كانت عملية ثابتة بالمعنى الواسع، فإن المتوسطوالتباينمستقلة عن الزمن، بالإضافة إلى ذلك، تعتمد دالة التغاير الذاتي فقط على الفارق الزمني بينويعتمد التغاير الذاتي فقط على المسافة الزمنية بين زوج القيم، وليس على موقعهما الزمني. وهذا يعني ضمناً أن التغاير الذاتي والارتباط الذاتي يمكن التعبير عنهما كدالة للفارق الزمني، وأن هذه الدالة ستكون دالة زوجية لهذا الفارق. وهذا يعطي الأشكال الأكثر شيوعًا لدالة الارتباط الذاتي [ 1 ] : 395
ودالة التغاير الذاتي :
لاحظ على وجه الخصوص أن
تطبيع
من الممارسات الشائعة في بعض التخصصات (مثل الإحصاء وتحليل السلاسل الزمنية ) تطبيع دالة التغاير الذاتي للحصول على معامل ارتباط بيرسون المعتمد على الزمن . مع ذلك، في تخصصات أخرى (مثل الهندسة) يُستغنى عادةً عن التطبيع، ويُستخدم مصطلحا "الارتباط الذاتي" و"التغاير الذاتي" بشكل متبادل.
تعريف معامل الارتباط الذاتي لعملية عشوائية هو [ 2 ] : 169
إذا كانت الدالةإذا تم تحديدها بشكل جيد، فيجب أن تقع قيمتها في النطاق، حيث يشير الرقم 1 إلى الارتباط التام، ويشير الرقم -1 إلى الارتباط العكسي التام .
بالنسبة لعملية ثابتة بالمعنى الواسع (WSS)، يكون التعريف هو
إن عملية التطبيع مهمة لأن تفسير الارتباط الذاتي على أنه ارتباط يوفر مقياسًا غير مرتبط بالمقياس لقوة الاعتماد الإحصائي ، ولأن التطبيع له تأثير على الخصائص الإحصائية للارتباطات الذاتية المقدرة.
ملكيات
خاصية التناظر
حقيقة أن دالة الارتباط الذاتييمكن التعبير عن الدالة الزوجية على النحو التالي: [ 2 ] : 171 بالنسبة لعملية WSS على التوالي: [ 2 ] : 173
الحد الأقصى عند الصفر
بالنسبة لعملية WSS: [ 2 ] : 174 لاحظ أنهو حقيقي دائماً.
متباينة كوشي-شفارتز
متباينة كوشي -شفارتز ، متباينة للعمليات العشوائية: [ 1 ] : 392
الارتباط الذاتي للضوضاء البيضاء
سيكون للارتباط الذاتي لإشارة الضوضاء البيضاء المستمرة في الزمن ذروة قوية (ممثلة بدالة ديراك دلتا ) عندوسيكون ذلك بالضبطبالنسبة لجميع الحالات الأخرى.
نظرية وينر-خينشين
تربط نظرية وينر -خينشين دالة الارتباط الذاتيإلى كثافة القدرة الطيفيةعن طريق تحويل فورييه :
بالنسبة للدوال ذات القيم الحقيقية، فإن دالة الارتباط الذاتي المتناظر لها تحويل متناظر حقيقي، لذا يمكن إعادة صياغة نظرية وينر-خينشين بدلالة جيوب التمام الحقيقية فقط:
الارتباط الذاتي للمتجهات العشوائية
مصفوفة الارتباط الذاتي (التي قد تعتمد على الزمن) (وتسمى أيضًا العزم الثاني) لمتجه عشوائي (قد يعتمد على الزمن)هومصفوفة تحتوي على الارتباطات الذاتية لجميع أزواج عناصر المتجه العشوائي كعناصرتُستخدم مصفوفة الارتباط الذاتي في العديد من خوارزميات معالجة الإشارات الرقمية .
بالنسبة لمتجه عشوائيتحتوي مصفوفة الارتباط الذاتي على عناصر عشوائية لها قيمة متوقعة وتباين موجودان ، ويتم تعريفها بواسطة [ 3 ] : 190 [ 1 ] : 334
أينيشير إلى تبديل المتجه.
هي مصفوفة ذات أبعاد:
على سبيل المثال، إذاإذا كان متجهًا عشوائيًا،هومصفوفةالمدخل رقم -th هو.
لوإذا كان متجهًا عشوائيًا معقدًا ، فإن مصفوفة الارتباط الذاتي تُعرَّف بدلاً من ذلك بواسطة
هنايشير إلى النقل الهرميتي .
خصائص مصفوفة الارتباط الذاتي
- مصفوفة الارتباط الذاتي هي مصفوفة هيرميتية للمتجهات العشوائية المركبة ومصفوفة متناظرة للمتجهات العشوائية الحقيقية. [ 3 ] : 190
- مصفوفة الارتباط الذاتي هي مصفوفة شبه موجبة ، [ 3 ] : 190 أيبالنسبة لمتجه عشوائي حقيقي، وعلى التواليفي حالة وجود متجه عشوائي معقد.
- جميع القيم الذاتية لمصفوفة الارتباط الذاتي حقيقية وغير سالبة.
- ترتبط مصفوفة التغاير الذاتي بمصفوفة الارتباط الذاتي على النحو التالي :بالنسبة للمتجهات العشوائية المعقدة على التوالي:
الارتباط الذاتي للإشارات الحتمية
في معالجة الإشارات ، يُستخدم التعريف المذكور أعلاه غالبًا دون إجراء عملية التطبيع، أي دون طرح المتوسط والقسمة على التباين. وعندما تُطبع دالة الارتباط الذاتي بالمتوسط والتباين، يُشار إليها أحيانًا بمعامل الارتباط الذاتي [ 4 ] أو دالة التغاير الذاتي.
الارتباط الذاتي لإشارة الزمن المستمر
بإعطاء إشارة، الارتباط الذاتي المستمريُعرَّف في أغلب الأحيان بأنه التكامل المستمر للارتباط المتبادل لـمع نفسها، متأخرة[ 1 ] : 411
أينيمثل المرافق المعقد لـلاحظ أن المعلمةالمتغير في التكامل هو متغير وهمي، ولا يُستخدم إلا لحساب التكامل، وليس له معنى محدد.
الارتباط الذاتي لإشارة زمنية منفصلة
الارتباط الذاتي المنفصلمتأخرلإشارة زمنية منفصلةيكون
تنطبق التعريفات المذكورة أعلاه على الإشارات القابلة للتكامل التربيعي، أو القابلة للجمع التربيعي، أي ذات الطاقة المحدودة. أما الإشارات التي "تستمر إلى الأبد" فتُعامل كعمليات عشوائية، وفي هذه الحالة يلزم تعريفات مختلفة، بناءً على القيم المتوقعة. بالنسبة للعمليات العشوائية المستقرة بالمعنى الواسع ، تُعرَّف الارتباطات الذاتية على النحو التالي:
بالنسبة للعمليات غير المستقرة ، ستكون هذه أيضًا دوالًا لـ، أو.
بالنسبة للعمليات التي تتسم أيضاً بالخاصية الإرجودية ، يمكن استبدال القيمة المتوقعة بنهاية المتوسط الزمني. ويُعرَّف الارتباط الذاتي للعملية الإرجودية أحياناً بأنه أو يُساوى بـ [ 4 ].
تتميز هذه التعريفات بميزة أنها تعطي نتائج معقولة ومحددة جيدًا ذات معلمة واحدة للوظائف الدورية، حتى عندما لا تكون تلك الوظائف ناتجة عن عمليات إرجودية ثابتة.
بدلاً من ذلك، يمكن معالجة الإشارات التي تستمر إلى الأبد من خلال تحليل دالة الارتباط الذاتي قصيرة المدى، باستخدام تكاملات زمنية محدودة. (انظر تحويل فورييه قصير المدى لعملية ذات صلة).
تعريف الإشارات الدورية
لوهي دالة دورية مستمرة ذات دورة، التكامل منليتم استبدالها بالتكامل على أي فترةمن الطول:
وهو ما يعادل
ملكيات
سنصف فيما يلي خصائص الارتباطات الذاتية أحادية البعد فقط، لأن معظم هذه الخصائص قابلة للتطبيق بسهولة من الحالة أحادية البعد إلى الحالات متعددة الأبعاد. وتسري هذه الخصائص على العمليات المستقرة بالمعنى الواسع . [ 5 ]
- من الخصائص الأساسية للارتباط الذاتي التناظر،وهو أمر يسهل إثباته من التعريف. في الحالة المستمرة،
- الارتباط الذاتي هو دالة زوجيةمتىهي دالة حقيقية، و
- الارتباط الذاتي هو دالة هيرميتيةمتىهي دالة مركبة .
- تصل دالة الارتباط الذاتي المستمر إلى ذروتها عند نقطة الأصل، حيث تأخذ قيمة حقيقية، أي لأي تأخير.،[ 1 ] : 410 هذه نتيجة لمتباينة إعادة الترتيب . وينطبق الأمر نفسه في الحالة المنفصلة .
- إن الارتباط الذاتي لدالة دورية هو نفسه دوري وله نفس الفترة.
- الارتباط الذاتي لمجموع دالتين غير مرتبطتين تمامًا (الارتباط المتبادل يساوي صفرًا لجميع) هو مجموع الارتباطات الذاتية لكل دالة على حدة.
- بما أن الارتباط الذاتي هو نوع محدد من الارتباط المتبادل ، فإنه يحتفظ بجميع خصائص الارتباط المتبادل.
- باستخدام الرمزلتمثيل عملية الالتفاف وهي دالة تقوم بمعالجة الدالةويُعرَّف بأنه، تعريف لـيمكن كتابتها على النحو التالي:
الارتباط الذاتي متعدد الأبعاد
يُعرَّف الارتباط الذاتي متعدد الأبعاد بشكل مشابه. على سبيل المثال، في ثلاثة أبعاد، يكون الارتباط الذاتي لإشارة منفصلة قابلة للتربيع هو
عندما يتم طرح القيم المتوسطة من الإشارات قبل حساب دالة الارتباط الذاتي، فإن الدالة الناتجة تسمى عادة دالة التغاير الذاتي.
الحوسبة الفعالة
بالنسبة للبيانات المُعبر عنها كسلسلة منفصلة ، غالباً ما يكون من الضروري حساب الارتباط الذاتي بكفاءة حسابية عالية . تعتمد إحدى الطرق المباشرة على تعريف معالجة الإشارات.يمكن استخدامها عندما يكون حجم الإشارة صغيرًا. على سبيل المثال، لحساب الارتباط الذاتي لتسلسل الإشارة الحقيقية(أي، وبالنسبة لجميع القيم الأخرى لـ i ) يدويًا، ندرك أولاً أن التعريف المعطى للتو هو نفسه الضرب "المعتاد"، ولكن مع إزاحات إلى اليمين، حيث تعطي كل عملية جمع رأسية الارتباط الذاتي لقيم تأخير معينة:
وبالتالي فإن تسلسل الارتباط الذاتي المطلوب هو، أينوتكون قيمة الارتباط الذاتي للقيم المتأخرة الأخرى صفرًا. في هذه العملية الحسابية، لا نقوم بعملية الترحيل أثناء الجمع كما هو معتاد في الضرب العادي. لاحظ أنه يمكننا تقليل عدد العمليات المطلوبة إلى النصف من خلال استغلال التناظر المتأصل في الارتباط الذاتي. إذا كانت الإشارة دورية، أيثم نحصل على ارتباط ذاتي دائري (مشابه للالتفاف الدائري ) حيث تتداخل ذيول التسلسل السابق للارتباط الذاتي الأيسر والأيمن، مما يعطيوالتي لها نفس الفترة الزمنية لتسلسل الإشارةيمكن اعتبار هذا الإجراء تطبيقًا لخاصية الالتفاف لتحويل Z لإشارة منفصلة.
بينما تُصنّف خوارزمية البحث الشامل ضمن الرتبة n² ، توجد عدة خوارزميات فعّالة قادرة على حساب الارتباط الذاتي ضمن الرتبة n log( n ) . على سبيل المثال، تسمح نظرية وينر-خينشين بحساب الارتباط الذاتي من البيانات الأولية X ( t ) باستخدام تحويلين سريعين لفورييه (FFT): [ 6 ]
حيث تشير IFFT إلى التحويل العكسي السريع لفورييه . وتشير العلامة النجمية إلى المرافق المركب .
بدلاً من ذلك، يمكن إجراء ارتباط متعدد τ باستخدام حساب القوة الغاشمة لقيم τ المنخفضة ، ثم تجميع بيانات X ( t ) تدريجياً بكثافة لوغاريتمية لحساب القيم الأعلى، مما ينتج عنه نفس كفاءة n log( n ) ، ولكن بمتطلبات ذاكرة أقل. [ 7 ] [ 8 ]
تقدير
بالنسبة لعملية منفصلة ذات متوسط وتباين معروفين نلاحظهماالملاحظاتيمكن الحصول على تقدير لمعامل الارتباط الذاتي على النحو التالي:
لأي عدد صحيح موجبعندما يكون المتوسط الحقيقيوالتباينإذا كانت القيم معروفة، فإن هذا التقدير غير متحيز . أما إذا كان المتوسط والتباين الحقيقيان للعملية غير معروفين، فهناك عدة احتمالات:
- لووإذا تم استبدالها بالصيغ القياسية لمتوسط العينة وتباين العينة، فإن هذا تقدير متحيز .
- يتم استبدال التقدير القائم على مخطط الفترةفي الصيغة أعلاه معهذا التقدير متحيز دائمًا؛ ومع ذلك، فإنه عادةً ما يكون له متوسط خطأ تربيعي أصغر . [ 9 ] [ 10 ]
- تنشأ احتمالات أخرى من معالجة جزئي البياناتوبشكل منفصل وحساب متوسطات العينات و/أو تباينات العينات بشكل منفصل لاستخدامها في تحديد التقدير.
تتمثل ميزة التقديرات من النوع الأخير في أن مجموعة الارتباطات الذاتية المقدرة، كدالة لـثم تُشكِّل دالة ذات ارتباط ذاتي صحيح، بمعنى أنه من الممكن تعريف عملية نظرية لها هذا الارتباط الذاتي تحديدًا. أما التقديرات الأخرى، فقد تعاني من مشكلة أنه إذا استُخدمت لحساب تباين توليفة خطية من[ 11 ]
نظرية حساني -1/2
في تحليل السلاسل الزمنية، تُعدّ نظرية حساني −1/2 متطابقة للعينات المحدودة تتعلق بالمُقدِّر التقليدي لدالة الارتباط الذاتي للعينة (ACF). بالنسبة لسلسلة زمنية بطولباستخدام المقدر المصحح لمتوسط العينة المعتادأظهر حساني أن مجموع الارتباطات الذاتية للعينة على جميع التأخيرات الموجبة ثابت: [ 12 ]
تنتج هذه المتطابقة من حقيقة أن التغايرات الذاتية للعينة تُحسب بعد طرح متوسط العينة. ونتيجةً لذلك، فإن مجموع المشاهدات المركزية يساوي صفرًا، مما يفرض قيدًا جبريًا على المجموعة الكاملة للارتباطات الذاتية للعينة. لذا، فإن هذه النظرية هي خاصية للمُقدِّر والعينة المحدودة، وليست خاصية للعملية العشوائية الأساسية.
تشير النتيجة إلى أن الارتباطات الذاتية للعينة عبر فترات التأخير غير مستقلة. كما تُظهر أن دالة الارتباط الذاتي للعينة لا يمكن أن تكون موجبة إجمالاً عند جمعها عبر جميع فترات التأخير الموجبة. وقد أدى ذلك إلى تحذيرات من تفسير مجموع الارتباطات الذاتية المقدرة كمقياس مباشر للاعتماد الكلي أو الاستمرارية أو سلوك الذاكرة الطويلة، نظرًا لأن مجموع التأخير الكامل ثابت عندبغض النظر عن السلسلة الزمنية الثابتة الأساسية. [ 12 ] [ 13 ]
نوقشت هذه النظرية في سياق التحقق التشخيصي واختيار النموذج في تحليل السلاسل الزمنية. وعلى وجه الخصوص، تناولت دراسات لاحقة آثارها على الاختبارات القائمة على الارتباطات الذاتية للعينات، بما في ذلك إحصائية ليونغ-بوكس، وعلى تفسير أنماط الارتباط الذاتي التجريبية في العمليات ذات الذاكرة القصيرة والطويلة. [ 14 ] [ 15 ] كما استُخدمت هذه النظرية للتأكيد على الفرق بين الارتباطات الذاتية النظرية لعملية ما والارتباطات الذاتية التجريبية المُقدَّرة من عينة محدودة. [ 16 ]
تنطبق هذه النظرية على مُقدِّر الارتباط الذاتي القياسي المصحح بمتوسط العينة. ويجب عدم الخلط بينها وبين العبارات المتعلقة بمجموع دالة الارتباط الذاتي النظرية للعملية الأساسية، والتي قد تختلف باختلاف النموذج ومعاملاته. [ 13 ]
تحليل الانحدار
في تحليل الانحدار باستخدام بيانات السلاسل الزمنية ، يُنمذج الارتباط الذاتي في متغير محل الاهتمام عادةً إما بنموذج الانحدار الذاتي (AR)، أو نموذج المتوسط المتحرك (MA)، أو بمزيج منهما في نموذج الانحدار الذاتي-المتوسط المتحرك (ARMA)، أو بامتداد للنموذج الأخير يُسمى نموذج الانحدار الذاتي-المتوسط المتحرك المتكامل (ARIMA). أما في حالة سلاسل البيانات المتعددة المترابطة، فيُستخدم نموذج الانحدار الذاتي المتجهي (VAR) أو امتداداته.
في طريقة المربعات الصغرى العادية (OLS)، يمكن التحقق جزئيًا من مدى ملاءمة مواصفات النموذج من خلال تحديد ما إذا كان هناك ارتباط ذاتي بين بواقي الانحدار . ويمكن عمومًا اكتشاف الارتباط الذاتي الإشكالي للأخطاء، التي لا يمكن ملاحظتها، لأنه يُنتج ارتباطًا ذاتيًا في البواقي القابلة للملاحظة. (تُعرف الأخطاء أيضًا باسم "حدود الخطأ" في الاقتصاد القياسي ). يُخالف الارتباط الذاتي للأخطاء افتراض طريقة المربعات الصغرى العادية بأن حدود الخطأ غير مترابطة، مما يعني أن نظرية غاوس ماركوف لا تنطبق، وأن مُقدِّرات OLS لم تعد أفضل مُقدِّرات خطية غير متحيزة ( BLUE ). وبينما لا يُؤثر الارتباط الذاتي على تقديرات معاملات OLS، فإن الأخطاء المعيارية تميل إلى أن تكون أقل من قيمتها الحقيقية ( وقيم t أعلى من قيمتها الحقيقية) عندما يكون الارتباط الذاتي للأخطاء عند فترات التأخير القصيرة موجبًا.
الاختبار التقليدي للكشف عن وجود ارتباط ذاتي من الدرجة الأولى هو إحصائية دوربين-واتسون ، أو إحصائية دوربين h إذا كانت المتغيرات التفسيرية تتضمن متغيرًا تابعًا متأخرًا . مع ذلك، يمكن ربط إحصائية دوربين-واتسون خطيًا بمعامل ارتباط بيرسون بين القيم وفترات تأخرها. [ 17 ] أما اختبار برويش-غودفري فهو اختبار أكثر مرونة، يشمل الارتباط الذاتي من الرتب العليا، وينطبق سواءً تضمنت المتغيرات المستقلة فترات تأخر للمتغير التابع أم لا. يتضمن هذا الاختبار انحدارًا مساعدًا، حيث يتم فيه انحدار البواقي المُستخرجة من تقدير النموذج محل الاهتمام على (أ) المتغيرات المستقلة الأصلية و(ب) k فترة تأخر للبواقي، حيث k هي رتبة الاختبار. أبسط صيغة لإحصائية الاختبار من هذا الانحدار المساعد هي TR² ، حيث T هو حجم العينة و R² هو معامل التحديد . في ظل فرضية العدم المتمثلة في عدم وجود ارتباط ذاتي، يتم توزيع هذه الإحصائية تقاربياً على النحو التالي:مع k درجة من الحرية.
تشمل الاستجابات للارتباط الذاتي غير الصفري طريقة المربعات الصغرى المعممة ومقدر نيوي-ويست HAC (متسق مع عدم تجانس التباين والارتباط الذاتي). [ 18 ]
في تقدير نموذج المتوسط المتحرك ، تُستخدم دالة الارتباط الذاتي لتحديد العدد المناسب لحدود الخطأ المتأخرة التي يجب تضمينها. ويستند هذا إلى حقيقة أنه بالنسبة لعملية المتوسط المتحرك من الرتبة q ، لدينا، ل، و، ل.
التطبيقات
تتيح قدرة الارتباط الذاتي على إيجاد الأنماط المتكررة في البيانات العديد من التطبيقات، بما في ذلك:
- يُستخدم تحليل الارتباط الذاتي على نطاق واسع في مطيافية ارتباط التألق [ 19 ] لتوفير رؤية كمية حول الانتشار على المستوى الجزيئي والتفاعلات الكيميائية. [ 20 ]
- ومن التطبيقات الأخرى للارتباط الذاتي قياس الأطياف الضوئية وقياس نبضات الضوء قصيرة المدة للغاية التي تنتجها الليزرات ، وكلاهما يستخدم أجهزة الارتباط الذاتي البصرية .
- تُستخدم تقنية الارتباط الذاتي لتحليل بيانات تشتت الضوء الديناميكي ، مما يُتيح تحديد توزيع أحجام الجسيمات النانوية أو المذيلات المعلقة في سائل. يُنتج شعاع الليزر المُسلط على المزيج نمطًا منقطًا ناتجًا عن حركة الجسيمات. يُمكن تحليل الارتباط الذاتي للإشارة من حيث انتشار الجسيمات. ومن خلال ذلك، وبمعرفة لزوجة السائل، يُمكن حساب أحجام الجسيمات.
- تُستخدم هذه التقنية في نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتصحيح تأخير الانتشار ، أو ما يُعرف بانزياح التوقيت، بين لحظة إرسال الإشارة الحاملة إلى الأقمار الصناعية ولحظة وصولها إلى جهاز الاستقبال على الأرض. ويتم ذلك عن طريق قيام جهاز الاستقبال بتوليد نسخة طبق الأصل من رمز C/A (التقريب/الاستحواذ) ذي 1023 بت، وتوليد أسطر من رقائق الرمز [-1,1] في حزم من عشر رقائق في كل مرة، أي 10230 رقاقة (1023 × 10)، مع إزاحة طفيفة أثناء العملية لمراعاة انزياح دوبلر في إشارة القمر الصناعي الواردة، حتى تتطابق إشارة جهاز الاستقبال مع رموز إشارة القمر الصناعي. [ 21 ]
- إن شدة تشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة لنظام نانوي التركيب هي تحويل فورييه لدالة الارتباط الذاتي المكاني لكثافة الإلكترون .
- في علم الأسطح ومجهر المسح المجهري ، يُستخدم الارتباط الذاتي لإثبات وجود صلة بين مورفولوجيا السطح والخصائص الوظيفية. [ 22 ]
- في علم البصريات، تعطي الارتباطات الذاتية والارتباطات المتبادلة المعيارية درجة تماسك المجال الكهرومغناطيسي.
- في علم الفلك ، يمكن للارتباط الذاتي أن يحدد تردد النجوم النابضة .
- في الموسيقى ، يُستخدم الارتباط الذاتي (عند تطبيقه على نطاقات زمنية أقل من ثانية) كخوارزمية للكشف عن درجة الصوت لكل من أجهزة ضبط الآلات الموسيقية و"الضبط التلقائي" (المستخدم كتأثير تشويه أو لتصحيح النغمات). [ 23 ] وعند تطبيقه على نطاقات زمنية أكبر من ثانية، يمكن للارتباط الذاتي تحديد الإيقاع الموسيقي ، على سبيل المثال لتحديد السرعة .
- يستخدم علماء حيود الأشعة السينية الارتباط الذاتي في المكان بدلاً من الوقت، عبر دالة باترسون ، للمساعدة في استعادة "معلومات طور فورييه" حول مواقع الذرات غير المتاحة من خلال الحيود وحده.
- في الإحصاء، يساعد الارتباط المكاني الذاتي بين مواقع العينات أيضًا في تقدير عدم اليقين في القيمة المتوسطة عند أخذ عينات من مجتمع غير متجانس.
- تستخدم خوارزمية SEQUEST لتحليل أطياف الكتلة الارتباط الذاتي بالاقتران مع الارتباط المتبادل لتقييم مدى تشابه الطيف المرصود مع طيف مثالي يمثل ببتيدًا .
- في الفيزياء الفلكية ، يتم استخدام الارتباط الذاتي لدراسة وتوصيف التوزيع المكاني للمجرات في الكون وفي عمليات الرصد متعددة الأطوال الموجية للثنائيات النجمية ذات الكتلة المنخفضة التي تصدر الأشعة السينية .
- في بيانات اللوحات ، يشير الارتباط الذاتي المكاني إلى ارتباط متغير ما بنفسه عبر المكان.
- في تحليل بيانات سلسلة ماركوف مونت كارلو ، يجب أخذ الارتباط الذاتي في الاعتبار لتحديد الخطأ بشكل صحيح.
- في علوم الأرض (وتحديداً في الجيوفيزياء ) يمكن استخدامها لحساب سمة زلزالية ذات ارتباط ذاتي ، من مسح زلزالي ثلاثي الأبعاد تحت الأرض.
- في التصوير الطبي بالموجات فوق الصوتية ، يتم استخدام الارتباط الذاتي لتصوير تدفق الدم.
- في اختيار المحفظة الاستثمارية بين الفترات الزمنية ، يمكن أن يؤثر وجود أو عدم وجود ارتباط ذاتي في معدل عائد الأصل على الجزء الأمثل من المحفظة الذي يجب الاحتفاظ به في ذلك الأصل.
- في المرحلات الرقمية ، تم استخدام الارتباط الذاتي لقياس تردد نظام الطاقة بدقة. [ 24 ]
الاعتماد التسلسلي
يرتبط التبعية التسلسلية ارتباطًا وثيقًا بمفهوم الارتباط الذاتي، لكنها تمثل مفهومًا متميزًا (انظر الارتباط والتبعية ). على وجه الخصوص، من الممكن وجود تبعية تسلسلية دون وجود ارتباط (خطي). مع ذلك، في بعض المجالات، يُستخدم المصطلحان كمترادفين.
تكون السلسلة الزمنية لمتغير عشوائي مرتبطة تسلسليًا إذا كانت القيمة عند وقت مايعتمد هذا المتغير في السلسلة إحصائيًا على قيمته في وقت آخرتكون السلسلة مستقلة تسلسلياً إذا لم يكن هناك أي تبعية بين أي زوج منها.
إذا كانت سلسلة زمنيةإذا كانت العلاقة ثابتة ، فإن هناك تبعية إحصائية بين الزوجينوهذا يعني وجود ارتباط إحصائي بين جميع أزواج القيم عند نفس التأخير الزمني.
انظر أيضاً
- مصفوفة الارتباط الذاتي
- الارتباط الذاتي للكلمة الرسمية
- تقنية الارتباط الذاتي
- الارتباط الذاتي
- تقدير كوكرين-أوركوت (تحويل لحدود الخطأ المرتبطة ذاتيًا)
- دالة الارتباط
- مخطط الارتباط
- الارتباط المتبادل
- مجموع
- مطيافية ارتباط التألق
- الارتباط الذاتي البصري
- دالة الارتباط الذاتي الجزئي
- الارتباط الذاتي التطوري (مشكلة غالتون)
- خوارزمية كشف درجة الصوت
- تحويل برايس-وينستن
- معامل الارتباط المقياسي
- الارتباط الثلاثي
- تقدير غير متحيز للانحراف المعياري
مراجع
- 1 2 3 4 5 6 7 غوبنر، جون أ. (2006). الاحتمالات والعمليات العشوائية لمهندسي الكهرباء والحاسوب . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-86470-1.
- 1 2 3 4 5 6 كون إيل بارك، أساسيات الاحتمالات والعمليات العشوائية مع تطبيقات في الاتصالات، سبرينغر، 2018، ISBN 978-3-319-68074-3
- 1 2 3 بابوليس، أثناسيوس، الاحتمالات، المتغيرات العشوائية والعمليات العشوائية ، ماكجرو هيل، 1991
- 1 2 دان، باتريك ف. (2005). القياس وتحليل البيانات للهندسة والعلوم . نيويورك: ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-282538-1.
- ↑ بروكيس، جون (31 أغسطس 2001). هندسة أنظمة الاتصالات (الطبعة الثانية) . بيرسون. ص 168. ISBN 978-0130617934.
- ↑ بوكس، جي إي بي؛ جينكينز، جي إم؛ رينسل، جي سي (1994). تحليل السلاسل الزمنية: التنبؤ والتحكم ( الطبعة الثالثة). أبر سادل ريفر، نيوجيرسي: برنتيس هول. ISBN 978-0130607744.
- ↑ فرينكل، د.؛ سميت، ب. (2002). "الفصل 4.4.2". فهم المحاكاة الجزيئية ( الطبعة الثانية). لندن: أكاديميك برس. ISBN 978-0122673511.
- ↑ كولبيرغ، ب.؛ هوفلينغ، ف. (2011). "محاكاة مُسرّعة للغاية لديناميكيات المواد الزجاجية باستخدام وحدات معالجة الرسومات: محاذير بشأن دقة الفاصلة العائمة المحدودة". مجلة الاتصالات في الفيزياء الحاسوبية 182 (5): 1120-1129 . arXiv : 0912.3824 . Bibcode : 2011CoPhC.182.1120C . doi : 10.1016/j.cpc.2011.01.009 . S2CID 7173093 .
- ↑ بريستلي، إم بي (1982). التحليل الطيفي والسلاسل الزمنية . لندن، نيويورك: أكاديميك برس. ISBN 978-0125649018.
- ↑ بيرسيفال، دونالد ب.؛ أندرو ت. والدن (1993). التحليل الطيفي للتطبيقات الفيزيائية: تقنيات متعددة الأطوار وتقنيات أحادية المتغير التقليدية . مطبعة جامعة كامبريدج. الصفحات 190-195 . ISBN 978-0-521-43541-3.
- ↑ بيرسيفال، دونالد ب. (1993). "ثلاث خصائص غريبة لتباين العينة والتباين الذاتي للعمليات المستقرة ذات المتوسط المجهول". الإحصائي الأمريكي . 47 (4): 274-276 . doi : 10.1080/00031305.1993.10475997 .
- 1 2 حسني، حسين (2009). "مجموع دالة الارتباط الذاتي للعينة". المؤثرات العشوائية والمعادلات العشوائية . 17 (2): 125-130 . doi : 10.1515/ROSE.2009.008 .
- 1 2 حسني، حسين (2010). "ملاحظة حول مجموع دالة الارتباط الذاتي للعينة". فيزيكا أ: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها . 389 (8): 1601-1606 . Bibcode : 2010PhyA..389.1601H . doi : 10.1016/j.physa.2009.12.050 .
- ↑ حساني، حسين؛ يغانيجي، محمد رضا (2019). "مجموع مربعات دالة الارتباط الذاتي وإحصائيات ليونغ-بوكس". فيزيكا أ: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها . 520 : 81-86 . doi : 10.1016/j.physa.2018.12.095 (غير نشط في 26 مايو 2026).
{{cite journal}}: صيانة CS1: رقم التعريف الرقمي غير نشط اعتبارًا من مايو 2026 ( رابط ) - ↑ حساني، حسين؛ روييه-كارينزي، مانويلا؛ يغانيجي، محمد رضا (2024). "استكشاف أعماق دالة الارتباط الذاتي: انحرافها عن التوزيع الطبيعي" . المعلومات . 15 (8): 449. doi : 10.3390/info15080449 .
- ↑ حساني، حسين؛ مشهد، ليلى مارفيان؛ رويير-كارينزي، مانويلا؛ يغانيجي، محمد رضا؛ كومندانتوفا، ناديجدا (2025). "الضوضاء البيضاء وسوء استخدامها: تأثيراتها على كفاءة نماذج السلاسل الزمنية والتنبؤ" . التنبؤ . 7 (1): 8. doi : 10.3390/forecast7010008 .
- ↑ "تقنيات الارتباط التسلسلي" . أفكار إحصائية . 26 مايو 2014.
- ↑ باوم، كريستوفر ف. (2006). مقدمة في الاقتصاد القياسي الحديث باستخدام برنامج ستاتا . دار نشر ستاتا. رقم ISBN 978-1-59718-013-9.
- ↑ إلسون، إليوت ل. (ديسمبر 2011). "مطيافية ارتباط التألق: الماضي والحاضر والمستقبل" . مجلة الفيزياء الحيوية . 101 (12): 2855-2870 . Bibcode : 2011BpJ...101.2855E . doi : 10.1016/j.bpj.2011.11.012 . PMC 3244056. PMID 22208184 .
- ↑ هوليست، روبرت؛ بونيفيرسكي، أندريه؛ تشانغ، شوزو (2017). "الصيغة التحليلية لدالة الارتباط الذاتي لطيفية ارتباط التألق" . المادة اللينة . 13 (6): 1267-1275 . Bibcode : 2017SMat...13.1267H . doi : 10.1039/C6SM02643E . ISSN 1744-683X . PMID 28106203 .
- ↑ فان سيكل، جان (2008). نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للمساحين ( الطبعة الثالثة). مطبعة سي آر سي. الصفحات 18-19 . رقم ISBN 978-0-8493-9195-8.
- ↑ كالفاني، بيام رجبي؛ جهانجيري، علي رضا؛ شابوري، سمانة؛ ساري، أمير حسين؛ جليلي، يوسف سيد (أغسطس 2019). "تحليل متعدد الأنماط باستخدام مجهر القوة الذرية لأغشية رقيقة من أكسيد الزنك المطعم بالألومنيوم والمرسبة بالرش تحت درجات حرارة مختلفة للركيزة لتطبيقات الإلكترونيات الضوئية". Superlattices and Microstructures . 132 106173. doi : 10.1016/j.spmi.2019.106173 . S2CID 198468676 .
- ↑ تيرانجيل، جوش (5 فبراير 2009). "الضبط التلقائي للصوت: لماذا تبدو موسيقى البوب مثالية؟" . مجلة تايم . مؤرشف من الأصل في 10 فبراير 2009.
- ↑ كاستيني، بوغدان (مارس 2016). "طريقة جديدة لقياس التردد السريع لتطبيقات الحماية" (ملف PDF) . مختبرات شفايتزر الهندسية. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 9 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 مايو 2022 .
للمزيد من القراءة
- كمنتا، جان (1986). عناصر الاقتصاد القياسي ( الطبعة الثانية). نيويورك: ماكميلان. الصفحات 298-334 . ISBN 978-0-02-365070-3.
- مارنو فيربيك (10 أغسطس 2017). دليل الاقتصاد القياسي الحديث . وايلي. ISBN 978-1-119-40110-0.
- سلطان عليان، مجتبى؛ ستويكا، بيتري (2012). "التصميم الحسابي للمتتاليات ذات خصائص الارتباط الجيدة". معاملات IEEE في معالجة الإشارات . 60 (5): 2180. Bibcode : 2012ITSP...60.2180S . doi : 10.1109/TSP.2012.2186134 .
- سولومون دبليو. غولومب، وغوانغ غونغ . تصميم الإشارة لتحقيق ارتباط جيد: للاتصالات اللاسلكية، والتشفير، والرادار . مطبعة جامعة كامبريدج، 2005.
- كلابيتك، بيتر (2018). معالجة البيانات الكمية في مجهر المسح المجهري: تطبيقات مجهر المسح المجهري في علم القياس النانوي (الطبعة الثانية). إلسيفير. الصفحات 108-112 . ISBN 9780128133477.
- حساني، حسين (2009). مجموع دالة الارتباط الذاتي للعينة. المؤثرات العشوائية والمعادلات العشوائية. 17 (2): ص 125-130. doi : 10.1515/ROSE.2009.008 .
- حساني، حسين (2010). ملاحظة حول مجموع دالة الارتباط الذاتي للعينة. مجلة فيزيكا أ: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها. 389 (8): ص 1601-1606. doi : 10.1016/j.physa.2009.12.050 .
- الارتباط الذاتي
- معالجة الإشارات
- تحليل المجال الزمني
