3 Op´erateur retard, ´equations ARMA
Soit Xune SCS.
D´efinition 7 Le sous-espace vectoriel ferm´e engendr´e par l’ensemble {Xp, p ∈Z, p ≤n}dans
L2est not´e HX
net s’appelle le pass´e lin´eaire de X. Le sous-espace ferm´e HX
+∞=HX
engendr´e par toutes les variables {Xp, p ∈Z}s’appelle l’enveloppe lin´eaire.
Pout tout n∈Z, on note PX
nla projection orthogonale de HXsur HX
n.
Proposition 3 Il existe une unique isom´etrie, not´ee SX, de HXsur lui-mˆeme telle que pour
tout n∈Zon ait SX(Xn) = Xn−1. Cette isom´etrie s’appelle l’op´erateur retard .
Th´eor`eme 2 S’il existe une suite (dn, n ∈N)de l2(N)et un bruit blanc εtels que
Xn=X
p≥0
dpεn−p.
on peut choisir εen sorte que les pass´es lin´eaires de Xet εco¨ıncident et alors ce bruit blanc
et la suite (dn)associ´ee sont uniques `a un coefficient multiplicatif pr`es.
D´efinition 8 Ce bruit blanc s’appelle le bruit blanc d’innovation.
Dans ce cas la projection sur le pass´e est alors extrˆemement simple: pour tout couple m≤n
PX
m(Xn) = X
p≥n−m
dpεn−p.
D´efinition 9 Soit Xune SCS et εun bruit blanc, Pet Qdeux polynˆomes `a coefficients dans
C. On dit que Xest solution de l’´equation ARMA(P,Q) si ce processus v´erifie pour tout n
de Z
P(SX)(Xn) = Q(Sε)(εn).
C’est-`a-dire qu’il existe des coefficients complexes (a0, . . . , ap)et (b0, . . . , bq)tels que pour tout
nde Zp
X
i=0
aiXn−i=
q
X
j=0
bjεn−j.
Si p= 0, Xest une MA(q). Si q= 0, Xest un AR(p). Dans le cas g´en´eral, on dit que
Xest un ARMA(p,q).
4 Filtres lin´eaires
On peut filtrer une s´erie X(pas forc´ement stationnaire), en lui appliquant un op´erateur
polynˆome de l’op´erateur retard S. Il s’agit par exemple d’´eliminer un bruit, une tendance
ou une composante saisonni`ere pour se ramener `a une SCS.
4.1 Quelques exemples
•Pour ´eliminer une tendance polynomiale de la s´erie Yn=f(n)+Xno`u fest un polynˆome
de degr´e pet Xune SCS, on applique le filtre ∆ = I−S. Alors ∆fest un polynˆome de
degr´e p−1 et ∆Xreste une SCS. On dit que l’on a diff´erenci´e la s´erie. Si l’on applique
∆p+1 alors ∆p+1f= 0 et ∆p+1Y= ∆p+1Xest une SCS. Dans la pratique, on diff´erencie
la s´erie jusqu’`a obtenir une SCS.
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