主要内容

lbqtest

残差自相关的Ljung-Box q检验

描述

例子

h= lbqtest (res返回拒绝决定h从进行Ljung-Box Q-test残差级数的自相关res

例子

hpValue统计cValue= lbqtest(res还返回p价值pValue,检验统计量统计,和临界值cValue测试。

例子

StatTbl= lbqtest (资源描述返回表格StatTbl包含测试结果、统计数据的变量,以及在输入表或时间表的最后一个变量中进行Ljung-Box q检验的残差自相关性的设置资源描述.选择一个不同的变量资源描述要测试,请使用DataVariable名称-值参数。

例子

___= lbqtest(___名称=值除以前语法中的任何输入参数组合外,还使用一个或多个名称-值参数指定选项。lbqtest返回对应输入参数的输出参数组合。

一些选项控制要执行的测试数量。以下条件适用于lbqtest执行多项测试:

  • lbqtest将每个测试与所有其他测试分开对待。

  • 如果你指定res,所有输出都是向量。

  • 如果你指定资源描述,每一行StatTbl包含相应测试的结果。

例如,lbqtest(资源描述,DataVariable = " ResidualGDP ",α= 0.025,滞后= (1 - 4))在0.025的显著性水平上进行两次检验,以确定变量中是否存在剩余自相关ResidualGDP桌子上的资源描述.第一个测试包括1测试统计量中的滞后,并且第二个测试包括4滞后。

例子

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的默认选项测试时间序列的剩余自相关性lbqtest.输入时间序列数据作为数值向量。

加载德国马克/英镑外汇汇率数据集。

负载Data_MarkPound

数据为每日德国马克/英镑双边即期汇率的时间序列向量。

画出级数。

情节(数据)标题(\bf德国马克/英镑双边即期汇率) ylabel (“即期汇率”)包含(1984年1月2日起营业天数

图中包含一个轴对象。标题空白D e u t s c h m a r k / B r i i s h空白P on D空白B i la e r l空白s P o t空白e x c h an e空白r a t e的轴对象包含一个类型为line的对象。

级数是非平稳的。

为了稳定该系列,将即期汇率转换为回报。

returns = price2ret(数据);情节(回报)标题(\bf德国马克/英镑双边即期汇率) ylabel (“回归”)包含(1984年1月3日起营业天数

图中包含一个轴对象。标题空白D e u t s c h m a r k / B r i i s h空白P on D空白B i la e r l空白s P o t空白e x c h an e空白r a t e的轴对象包含一个类型为line的对象。

计算返回序列与均值的偏差。

残差=收益-均值(收益);

在0.05显著性水平下,使用Ljung-Box q检验的默认选项测试残差序列的自相关。

H = lbqtest(残差)
h =逻辑0

结果h= 0表示存在足够的证据来拒绝20个滞后后无剩余自相关的原假设。

加载德国马克/英镑外汇汇率数据集。

负载Data_MarkPound

按照以下步骤对数据进行预处理:

  1. 通过计算日收益来稳定这个系列。

  2. 计算平均收益的偏差。

returns = price2ret(数据);残差=收益-均值(收益);

从1到20个滞后测试残差序列的显著自相关性。返回测试决策, p -value、测试统计量和临界值。

[h,pValue,stat,cValue] = lbqtest(残差)
h =逻辑0
pValue = 0.1131
Stat = 27.8445
cValue = 31.4104

的默认选项,测试时间序列(表中的一个变量)的残差自相关性lbqtest

加载股票指数数据集Data_EquityIdx.通过执行以下操作预处理每日纳斯达克收盘价:

  1. 将价格序列转换为百分比回报序列price2ret

  2. 通过将收益系列居中,将该系列表示为围绕恒定水平波动的残差。

将剩余序列与其余数据一起存储在表中。由于价格-回报转换减少了系列头部的样本量,所以用a替换缺失的残差

负载Data_EquityIdxret = 100*price2ret(DataTable.NASDAQ);Res = ret - mean(ret);数据表。Residuals_NASDAQ = [NaN;res];DataTable.Properties.VariableNames{结束}
ans = 'Residuals_NASDAQ'

余差级数是表中的最后一个变量。

通过提供整个数据集,在5%显著性水平上对残差序列进行Ljung-Box q检验lbqtest

StatTbl = lbqtest(数据表)
StatTbl =表1×7h pValue stat cValue滞后α景深  _____ __________ ______ ______ ____ _____ ___ 0.05测试1真正的2.8182 e-11 92.395 - 31.41 20 20

lbqtest返回表中的测试结果和设置StatTbl,其中变量对应测试结果(hpValue统计,cValue)及设置(滞后α,景深),并且行对应于单独的测试(在本例中,lbqtest进行一次测试)。

H = 1而且pValue = 2.82e-11拒绝零假设,并表明在纳斯达克收益剩余序列的滞后1到20中至少有一个显著自相关的证据是强有力的。

默认情况下,lbqtest测试表中的最后一个变量。要从输入表中选择要测试的变量,请设置DataVariable选择。

加载德国马克/英镑外汇汇率数据集。

负载Data_MarkPound

将价格转换为回报。

returns = price2ret(数据);

计算返回序列的偏差。

Res =收益-均值(收益);

测试残差序列不是自相关的假设,使用默认滞后数。

H1 = lbqtest(res)
h1 =逻辑0

H1 = 0表明没有足够的证据来拒绝零假设,即收益的残差不是自相关的。

使用默认滞后数[3]测试存在显著ARCH效应的假设。

H2 = lbqtest(res.^2)
h2 =逻辑1

H2 = 1表明收益残差中存在显著的ARCH效应。

使用剩余异方差检验archtest.指定替代ARCH( l )模型,其中 l 20. ,以与h2

h3 = archtest(res, lag =20)
h3 =逻辑1

H3 = 1表明应拒绝无剩余异方差的原假设,以支持ARCH( l )模型,其中 l 20. .这一结果与h2

通过为检验统计量指定几个滞后,对自相关性进行多次Ljung-Box q检验。数据集是一个连续57天的时间序列overshorts从科罗拉多州的一个地下油箱里[2].即电流过短( y t )表示量度燃油量的准确度:

  • 在一天结束的时候在坦克里 t

  • 在一天结束的时候在坦克里 t - 1

  • 当天送到油箱 t

  • 当日出售 t

加载数据集。

负载Data_OvershortT = height(数据表);图表(dattable . oshort)“每日汽油超短裤”

图中包含一个轴对象。标题为Daily Gasoline Overshorts的axes对象包含一个类型为line的对象。

lbqtest适用于具有恒定均值的级数。因为该系列似乎在一个恒定的平均值附近波动,所以不需要稳定它。

计算平均值的偏差。

数据表。Residuals_OSHORT =数据表。OSHORT - mean(dattable .OSHORT);

评估残差是否自相关。在测试统计量中包括5、10和15个滞后,并将每个测试的显著性水平调整为0.05 / 3

StatTbl = lbqtest(数据表,数据变量=“Residuals_OSHORT”...滞后=[5 10 15],Alpha=0.05/3)
StatTbl =表3×7h pValue stat cValue lag Alpha DoF _____ __________ ______ __________ ________ ___测试1 true 0.0016465 19.36 13.839 5 0.016667 5测试2 true 0.00068328 30.599 21.707 10 0.016667 10测试3 true 0.001281 36.964 28.88 15 0.016667 15

StatTbl包含针对每个指定滞后执行的单独测试的结果。每个检验在0.0167显著性水平上拒绝原假设。

从估计的ARIMA模型推断残差,并评估残差是否显示自相关使用lbqtest

加载澳大利亚消费者价格指数(CPI)数据集。时间序列(消费者价格指数)为1972 - 1991年的季度CPI对数。通过取第一个差值来去除该系列中的趋势。

负载Data_JAustraliancpi = DataTable.PAU;T =长度(cpi);dCPI = diff(cpi);dt = datetime(日期,ConvertFrom=“datenum”);图(dt(2:T),dCPI)“不同的澳大利亚CPI”)包含(“年”) ylabel (“CPI增长率”)轴

图中包含一个轴对象。标题为Differenced Australian CPI的axes对象包含一个类型为line的对象。

差分级数看起来是平稳的。

拟合AR(1)模型到序列中,然后从估计模型中推断残差。

Mdl = arima(1,0,0);EstMdl =估计(Mdl,dCPI);
ARIMA(1,0,0)模型(高斯分布):Value StandardError TStatistic PValue _________ _____________ __________ __________ Constant 0.015564 0.0028766 5.4106 6.2808e-08 AR{1} 0.29646 0.11048 2.6834 0.0072876方差0.0001038 1.1932e-05 8.6994 3.3362e-18
res = infer(EstMdl,dCPI);stdRes = res/sqrt(estmll . variance);标准化残差

通过进行Ljung-Box q检验来评估残差是否自相关。标准化残差来源于估计模型(EstMdl),包含参数。当使用这些剩余时,执行以下操作:

  • 调整自由度(景深)的检验统计量分布,以解释估计的参数。

  • 设置要包含在测试统计数据中的滞后数。

  • 当你计算估计的参数时,跳过常数和方差参数。

滞后= 10;Dof =滞后- 1;一个自回归参数[h,pValue] = lbqtest(stdRes,滞后=滞后,DoF= DoF)
h =逻辑1
pValue = 0.0119

pValue = 0.0119表明残差在滞后1到滞后5的至少一个滞后中具有显著的自相关,在5%的水平上。

输入参数

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残差序列,指定为数值向量。的每个元素res对应于一个观察结果。

通常情况下,res包含模型拟合到观察时间序列的(标准化)残差。

数据类型:

时间序列数据,指定为表格或时间表。每行资源描述是一种观察。

方法指定要测试的单个剩余序列(变量)DataVariable论点。所选变量必须是数字。

请注意

使用以下命令指定缺失的观测值.的lbqtest函数将缺失值处理为完全随机失踪

名称-值参数

指定可选参数对为Name1 = Value1,…,以=家,在那里名字参数名称和价值对应的值。名称-值参数必须出现在其他参数之后,但对的顺序无关紧要。

在R2021a之前,使用逗号分隔每个名称和值,并将其括起来名字在报价。

例子:lbqtest(资源描述,DataVariable = " ResidualGDP ",α= 0.025,滞后= (1 - 4))在0.025的显著性水平上进行两次检验,以确定变量中是否存在剩余自相关ResidualGDP桌子上的资源描述.第一个测试包括1测试统计量中的滞后,并且第二个测试包括4滞后。

滞后次数l包含在测试统计量中,指定为小于的正整数T或者这样的正整数向量,其中T有效样本量(输入序列中非缺失值的数目)。

lbqtest中的每个元素执行单独的测试滞后

例子:滞后= [1 - 4]进行两次测试。第一个检验只包括残差平方AR模型中的第一个滞后,第二个检验包括第一个到第四个滞后。

数据类型:

假设检验的显著性水平,指定为区间(0,1)中的数值标量或此类值的数值向量。

lbqtest中的每个值执行单独的测试α

例子:α= (0.01 - 0.05)的重要程度0.01对于第一个测试,然后使用一个显著性的水平0.05第二次测试。

数据类型:

零假设下检验统计量的渐近卡方分布的自由度,指定为正整数或正整数向量。

lbqtest中的每个值执行单独的测试景深

如果景深是整数,那么它一定小于或等于滞后.否则,的每个元素景深必须小于或等于的对应元素滞后

例子:景深= 15为测试统计量的分布指定15个自由度。

数据类型:

变量资源描述中包含变量名的字符串标量或字符向量Tbl.Properties.VariableNames,或表示名称索引的整数或逻辑向量。

例子:DataVariable = " ResidualGDP "

例子:datavvariable =[false true false false]DataVariable = 2测试第二个表变量。

数据类型:|逻辑|字符|字符串

输出参数

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测试拒绝决策,作为长度等于测试数的逻辑标量或向量返回。lbqtest返回h当你提供输入时res

  • 的值1表明拒绝无残差自相关零假设,支持替代假设。

  • 的值0表明拒绝无残差自相关原假设的失败。

检验统计量p-values,作为长度等于测试数的数值标量或向量返回。lbqtest返回pValue当你提供输入时res

测试统计信息,作为长度等于测试数的数值标量或向量返回。lbqtest返回统计当你提供输入时res

测试临界值,由α,作为长度等于测试数的数值标量或向量返回。lbqtest返回cValue当你提供输入时res

测试摘要,作为带有输出变量的表返回hpValue统计,cValue,并为每个测试使用一行。lbqtest返回StatTbl当你提供输入时资源描述

StatTbl所指定的测试设置的变量滞后α,景深

更多关于

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Ljung-Box Q-Test

Ljung-Box q检验是一种“组合词”检验,用于评估零假设,即一系列残差对固定数量的滞后不表现出自相关性l(见滞后),而不是一些自相关系数ρk),k= 1,…l是零。

检验统计量为

T T + 2 k 1 l ρ k 2 T k

在哪里T是样本容量,l自相关的数量是否滞后ρk样本在滞后时是否自相关k.在零假设下,的渐近分布卡方与l自由度。

完全随机失踪

随机变量的观测值为完全随机失踪如果一个观测值缺失的趋势与随机变量和所有其他观测值缺失的趋势无关。

提示

如果通过拟合模型来获得输入残差序列,则降低自由度景深通过估计系数的数量,不包括常数。例如,如果你通过拟合ARMA(p)模型,集合景深lp,在那里l的值滞后

算法

  • 的值滞后论点l影响测试的功率。

    • 如果l太小,该检验不能检测到高阶自相关。

    • 如果l太大时,当一个滞后的显著相关性被其他滞后的不显著相关性冲掉时,检验就失去了效力。

    • Box、Jenkins和Reinsel建议使用默认设置滞后分钟(20 t - 1)[1]

    • Tsay引用模拟证据表明,当l大约是日志(T)[5]

  • lbqtest不直接测试自相关以外的序列依赖关系。但是,您可以使用它来通过测试平方残差来识别条件异方差(ARCH效应)[4]

    恩格尔测试直接评估了ARCH效应的显著性。详细信息请参见archtest

参考文献

[1]博克斯,乔治·e·P,格温林·m·詹金斯,格里高利·c·赖塞尔。时间序列分析:预测与控制.恩格尔伍德悬崖,新泽西州:普伦蒂斯大厅,1994年。

[2]布罗克威尔,P. J.和R. A.戴维斯。时间序列与预测导论.第二版,纽约州纽约:施普林格,2002。

[3]古里鲁,C。ARCH模型与金融应用。纽约:斯普林格出版社,1997年。

[4]麦克劳德,a.i.,李伟坤。使用平方残差自相关的ARMA时间序列模型的诊断检验时间序列分析杂志。卷4,1983,第269-273页。

[5]蔡瑞。财务时间序列分析。第二版。霍博肯,新泽西州:约翰威利父子公司,2005年。

版本历史

R2006a之前介绍