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dtmc

建立离散时间马尔可夫链

描述

dtmc从一个指定的状态转移矩阵建立一个离散时间有限状态时齐次马尔可夫链。

在创建一个dtmc对象,可以分析马尔可夫链的结构和演化,或以各种方式可视化马尔可夫链,使用对象的功能

创建

语法

mc = dtmc (P)
mc = dtmc (P ' StateNames StateNames)

描述

例子

mc= dtmc (P创建一个离散时间马尔可夫链对象mc由状态转移矩阵指定P

例子

mc= dtmc (P“StateNames”stateNames)可选的同事的名字stateNames美国。

输入参数

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状态转移矩阵,记为anumStates——- - - - - -numStates非负数字矩阵。

P (i, j)是状态转变的理论概率吗j或者是观察到的状态转变的经验计数j

dtmc将每一行标准化P总而言之,1,然后将归一化矩阵存储在属性中P

数据类型:

属性

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此属性是只读的。

归一化转移矩阵,指定为numStates——- - - - - -numStates非负数字矩阵。

如果x行向量的长度是多少numStates指定时刻状态的分布tx求和为1),然后x * P是时刻状态的分布吗t + 1

数据类型:

此属性是只读的。

状态数,指定为正标量。

数据类型:

状态标签,指定为字符串向量、字符向量的单元向量或长度的数字向量numStates.元素对应的行和列P

例子:“萧条”“衰退”“停滞”“繁荣”

数据类型:字符串

对象的功能

渐近 确定马尔可夫链渐近
isergodic 检验马尔可夫链的遍历性
isreducible 检查马尔可夫链的可约性
分类 分类马尔可夫链状态
懒惰的 调整马尔可夫链态惯性
子链 提取马尔可夫子链
重新分配 计算马尔可夫链再分布
模拟 模拟马尔可夫链状态游走
distplot 绘制马尔可夫链再分布图
eigplot 绘制马尔可夫链特征值
graphplot 绘制马尔可夫链有向图
simplot 绘制马尔可夫链模拟图

例子

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考虑这个理论的,一个随机过程的右随机转移矩阵。

元素过程转换到状态的概率是多少j在时间t+ 1假设它处于状态在时间t,尽管t

建立以转移矩阵为特征的马尔可夫链P

P = [0.5 0.5 0 0 0;0.5 0 0.5 0;0 0 0 1;0 0 1 0];mc = dtmc (P);

mc是一个dtmc对象表示马尔可夫链。

显示马尔科夫链中的状态数。

numstates = mc.NumStates
numstates = 4

画一个马尔可夫链的有向图。

图;graphplot (mc);

观察状态3和状态4形成吸收类,而状态1和状态2是暂态的。

考虑这个转移矩阵中的元素是观察的次数状态吗转换到国家j

例如,意味着状态3转换到状态2 7次。

P = [16 2 3 13;5 11 10 8;9 7 6 12;4 14 15 1];

建立以转移矩阵为特征的马尔可夫链P

mc = dtmc (P);

显示存储的规范化转换矩阵MC.验证行中的元素和为1对所有行。

mc.P总和(mc.P, 2)
Ans = 11 11; Ans = 11 1

画一个马尔可夫链的有向图。

图;graphplot (mc);

考虑美国实际国民生产总值(GNP)的两州商业周期[3]p。697。在时间t,实际国民生产总值可以处于扩张或收缩的状态。假设下面的陈述在样本期间是正确的。

  • 如果实际国民生产总值在增长t,然后是它在某一时刻继续处于膨胀状态的概率t+ 1是

  • 如果当时实际GNP在收缩t,则为它在某一时刻继续处于收缩状态的概率t+ 1是

为模型创建转换矩阵。

侯= 0.90;第22位= 0.75;P = [p11 (1 - p11)];(1 - p22) p22];

建立以转移矩阵为特征的马尔可夫链P.标记这两个状态。

mc = dtmc (P,“StateNames”, (“扩张”“收缩”])
mc = dtmc with properties: P: [2x2 double] StateNames: ["Expansion" "Contraction"] NumStates: 2

画一个马尔可夫链的有向图。使用边缘颜色表示过渡的概率。

图;graphplot (mc,“ColorEdges”,真正的);

来帮助你探索dtmc对象的功能,mcmix仅使用指定数量的状态,从随机转移矩阵创建马尔可夫链。

用随机转移矩阵创建一个五态马尔可夫链。

rng (1);%的再现性mc = mcmix (5)
mc = dtmc with properties: P: [5x5 double] StateNames: ["1" "2" "3" "4" "5"] NumStates: 5

MC是一个dtmc对象。

在复平面上画出转移矩阵的特征值。

图;eigplot (mc)

这个谱决定了马尔可夫链的结构性质,如周期性和混合速率。

选择

您还可以使用mcmix

参考文献

[1]Gallager, R.G.随机过程:应用理论。英国剑桥:剑桥大学出版社,2013。

[2]Haggstrom, O。有限马尔可夫链及其算法应用。英国剑桥:剑桥大学出版社,2002年。

[3]汉密尔顿,j . D。时间序列分析.普林斯顿:普林斯顿大学出版社,1994。

[4]诺里斯,j . R。马尔可夫链。英国剑桥:剑桥大学出版社,1997。

介绍了R2017b

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