We derive some key extremal features for $k$th order Markov chains that can be used to understand how the process moves between an extreme state and the body of the process. The chains are studied given that there is an exceedance of a threshold, as the threshold tends to the upper endpoint of the distribution. Unlike previous studies with $k>1$, we consider processes where standard limit theory describes each extreme event as a single observation without any information about the transition to and from the body of the distribution. Our work uses different asymptotic theory which results in non-degenerate limit laws for such processes. We study the extremal properties of the initial distribution and the transition probability kernel of the Markov chain under weak assumptions for broad classes of extremal dependence structures that cover both asymptotically dependent and asymptotically independent Markov chains. For chains with $k>1$, the transition of the chain away from the exceedance involves novel functions of the $k$ previous states, in comparison to just the single value, when $k=1$. This leads to an increase in the complexity of determining the form of this class of functions, their properties and the method of their derivation in applications. We find that it is possible to derive an affine normalization, dependent on the threshold excess, such that non-degenerate limiting behaviour of the process is assured for all lags. These normalization functions have an attractive structure that has parallels to the Yule-Walker equations. Furthermore, the limiting process is always linear in the innovations. We illustrate the results with the study of $k$th order stationary Markov chains with exponential margins based on widely studied families of copula dependence structures.


翻译:本文推导了$k$阶马尔可夫链的一些关键极值特征,这些特征可用于理解过程如何在极端状态与主体状态间转换。研究聚焦于阈值超出事件,且阈值趋于分布上端点时的链行为。与以往针对$k>1$的研究不同,我们考虑的是标准极限理论将每个极端事件描述为单一观测值、不包含任何关于分布状态间转换信息的过程。本研究采用不同的渐近理论,从而得到此类过程的非退化极限分布律。我们在弱假设下,针对涵盖渐近相依和渐近独立马尔可夫链的广义极值相依结构类别,研究了初始分布和马尔可夫链转移概率核的极值性质。对于$k>1$的链,当偏离超出状态时,其转移涉及$k$个先前状态的新颖函数,而非像$k=1$时仅依赖单一值。这增加了确定此类函数形式、性质及其在应用中推导方法的复杂度。我们发现,可以引入一种依赖于阈值超出量的仿射归一化,确保过程在所有滞后阶数下均具有非退化极限行为。这些归一化函数具有类似尤尔-沃克方程的优美结构。此外,极限过程始终关于创新项线性。我们通过基于广泛研究的连接函数相依结构、具有指数边缘分布的$k$阶平稳马尔可夫链案例,对结果进行了说明。

0
下载
关闭预览

相关内容

【2023新书】使用Python进行统计和数据可视化,554页pdf
专知会员服务
130+阅读 · 2023年1月29日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
上百份文字的检测与识别资源,包含数据集、code和paper
数据挖掘入门与实战
17+阅读 · 2017年12月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月17日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月15日
Arxiv
15+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
最新内容
综述 | OPSD:大语言模型的在线策略自蒸馏
专知会员服务
3+阅读 · 6月1日
帕兰蒂尔Maven:军事人工智能的新纪元
专知会员服务
8+阅读 · 6月1日
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
3+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
相关VIP内容
【2023新书】使用Python进行统计和数据可视化,554页pdf
专知会员服务
130+阅读 · 2023年1月29日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
上百份文字的检测与识别资源,包含数据集、code和paper
数据挖掘入门与实战
17+阅读 · 2017年12月7日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员