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Evaluando Datos de Series Temporales: ¿Es Ruido Blanco?

Aprende a determinar si los datos de series temporales se comportan como ruido blanco.

Patrick Bastian

― 6 minilectura


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Tabla de contenidos

Los Datos de series temporales están por todas partes, desde precios de acciones hasta temperaturas diarias. A veces, la gente quiere verificar si estos datos se comportan como Ruido blanco. El ruido blanco es un término elegante para datos aleatorios donde cada valor no depende de los demás. Imagina estar escuchando una radio sin estación-solo estática. ¡Eso es ruido blanco!

En este artículo, hablaremos sobre cómo detectar cuándo una serie temporal se aleja de este comportamiento de ruido blanco, especialmente cuando los datos tienen tendencias o cambios a lo largo del tiempo. No asumimos que los datos son perfectos; consideramos que las cosas pueden ser un poco inestables.

El Reto

Existen muchos métodos para verificar si nuestra serie de datos actúa como ruido blanco. El problema es que algunos de estos métodos funcionan mejor solo cuando los datos son estables y no cambian mucho. ¡Pero los datos de la vida real pueden comportarse de manera muy diferente!

Digamos que estudias los retornos del mercado de valores. Un día pueden ser salvajes y fluctuantes, al siguiente pueden estar tranquilos. Así que necesitamos una forma de ver si en verdad son ruido blanco, incluso cuando se ven un poco caóticos.

La Idea

Nuestro plan es prestar mucha atención a qué tan cerca están los datos del comportamiento de ruido blanco. En lugar de solo decir: "Es blanco o negro (bueno o no)," queremos ver cuánto se desvía del camino ideal de ruido blanco. Buscaremos medidas "locales" que muestren cuánto varían los datos en diferentes puntos.

La idea es que si nuestras verificaciones locales muestran pequeñas variaciones de cero, entonces aún podemos llamarlo lo suficientemente cerca de ruido blanco. Puedes pensar en esto como verificar si una pizza tiene un poquito de queso quemado. Si es solo un toque, ¡podrías seguir comiéndola!

Métodos

Para probar nuestra idea, necesitaremos crear una forma de comparar los datos que tenemos con lo que esperaríamos si fueran ruido blanco. Verificaremos cuánto se desvía la Autocovarianza-la medida de cómo se relacionan entre sí los puntos de datos-de cero.

Primero, tomaremos una instantánea de nuestros datos. Piensa en ello como preparar un escenario para una obra: quieres saber qué están haciendo los actores (puntos de datos).

Luego, utilizaremos una técnica llamada Bootstrapping. Es como tomar un montón de muestras de nuestros datos, mezclarlo todo y comprobar si todavía se ven como ruido blanco. Si nuestras muestras siguen siendo parecidas a ese sonido estático de la radio, podemos decir que nuestros datos originales probablemente también lo son.

Ejemplos del Mundo Real

Veamos algunos datos del mundo real para ver si nuestra idea se sostiene. Imagina los precios diarios de una acción popular como el S&P 500.

Imagina que miras los datos desde 1980 hasta 1999. Ves precios subiendo y bajando. Si revisaras la función de autocorrelación (una medida de cuán relacionados están los puntos de datos), verías que realmente no tienen relaciones fuertes a lo largo del tiempo.

Pero las pruebas estándar podrían decir: "No, esto definitivamente no es ruido blanco." Los resultados pueden sentirse como si estuvieran rechazando la idea de ruido blanco de inmediato. Sin embargo, nuestro método podría decir: "¡Espera! Estas desviaciones son tan pequeñas que aún estamos bastante cerca del ruido blanco."

La Conclusión Clave

Al permitir pequeñas desviaciones, esperamos pintar una mejor imagen de lo que realmente está pasando en nuestros datos. En lugar de decir que es ruido blanco o no, podemos decir: “Bueno, es mayormente ruido blanco, solo con un par de rarezas aquí y allá.”

Esto es particularmente útil en finanzas cuando aplicamos nuestro método para analizar cuán eficiente es realmente el mercado.

Lo Técnico

Ahora, vamos a sumergirnos en los aspectos más técnicos de nuestro enfoque. No nos perderemos en fórmulas o jerga, pero vamos a delinear cómo planeamos establecer nuestras pruebas.

Hipótesis

Probaremos dos ideas principales:

  1. La idea estándar de ruido blanco (todo es aleatorio).
  2. La idea modificada (un poco de aleatoriedad está bien).

Recolección de Datos

Comenzamos recopilando nuestros datos de series temporales. Esto podría incluir cualquier cosa, desde precios de acciones hasta lecturas de temperatura.

Medidas Estadísticas

Usando software estadístico, calcularemos medidas relevantes como la autocovarianza para verificar las relaciones en nuestros datos a lo largo del tiempo.

Bootstrapping

Nuestro método implicará crear múltiples muestras de nuestros datos para evaluar el tamaño y la significancia de cualquier Desviación del comportamiento esperado.

Los Resultados

Una vez que apliquemos nuestro método, obtendremos algunos hallazgos interesantes. Por ejemplo, al observar los retornos diarios del S&P 500, nuestra prueba podría mostrar que las desviaciones son bastante mínimas.

Si las pruebas tradicionales rechazan instantáneamente el ruido blanco con p-valores bajos, nuestro enfoque podría contar una historia diferente. Podría sugerir que, aunque hay algunas desviaciones notables, no son suficientes para descartar por completo la hipótesis de ruido blanco.

Aplicaciones Prácticas

¿Qué significa esto para el análisis práctico de datos? Bueno, le da a los investigadores y analistas más flexibilidad. En lugar de ser demasiado estrictos con sus conclusiones, pueden apreciar las complejidades de sus datos.

Esto es especialmente fundamental en finanzas, donde pequeñas variaciones pueden llevar a estrategias y resultados muy diferentes.

Conclusión

En resumen, comprobar si los datos de series temporales se comportan como ruido blanco no se trata solo de respuestas de sí o no. Al examinar las desviaciones relevantes, podemos permitir comportamientos realistas en nuestros conjuntos de datos.

Podemos abrazar el caos de los datos del mundo real mientras aún nos aferramos a los ideales del ruido blanco.

Y recuerda, ¡al igual que la vida, los datos pueden ser desordenados!

Fuente original

Título: Detecting relevant deviations from the white noise assumption for non-stationary time series

Resumen: We consider the problem of detecting deviations from a white noise assumption in time series. Our approach differs from the numerous methods proposed for this purpose with respect to two aspects. First, we allow for non-stationary time series. Second, we address the problem that a white noise test, for example checking the residuals of a model fit, is usually not performed because one believes in this hypothesis, but thinks that the white noise hypothesis may be approximately true, because a postulated models describes the unknown relation well. This reflects a meanwhile classical paradigm of Box(1976) that "all models are wrong but some are useful". We address this point of view by investigating if the maximum deviation of the local autocovariance functions from 0 exceeds a given threshold $\Delta$ that can either be specified by the user or chosen in a data dependent way. The formulation of the problem in this form raises several mathematical challenges, which do not appear when one is testing the classical white noise hypothesis. We use high dimensional Gaussian approximations for dependent data to furnish a bootstrap test, prove its validity and showcase its performance on both synthetic and real data, in particular we inspect log returns of stock prices and show that our approach reflects some observations of Fama(1970) regarding the efficient market hypothesis.

Autores: Patrick Bastian

Última actualización: 2024-11-11 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2411.06909

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.06909

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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