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5.6 未指定备择模型的线性性检验

5.6.1 回归设定误差检验

第5.2节讨论的一致设定偏误检验是针对未指定参数的备择假设的检验。本小节将要讨论的线性性检验,针对原假设中所有偏差检验时是非一致的,但针对未指明备择假设的检验时是一致的。计量经济学中的一个古典线性检验是回归设定误差检验(RESET),Ramsey(1969)把它和其他三个检验一起进行了介绍。这种检验过于简练,在这个意义上,原假设的维度普遍较小。考虑线性模型

y t = β z t t ,t=1,…,T

(5-25)

且假设ε t ~iidN(0, σ 2 )。现在假设式(5-25)设定错误。Ramsey(1969)认为之所以设定错误是因为遗漏变量或者函数形式不正确,而这可以通过一个拟合值 104-04 的能力的线性组合进行近似,其中, 091-05 是式(5-25)中 β 的最小二乘估计量。故,令 104-05 ,N≥2。检验包含了对下式的原假设H 0 : α = 0 的检验

104-06

在包含合适矩的正则性条件下,可以用渐近χ 2 检验或者F检验进行检验。当式(5-25)中的解释变量对其系数而言是强外生的,即式(5-25)中的 z t = x t 时,则F检验是很准确的。

现在考虑如下的STR模型

y t =(1/2) β z t +(1+exp{-γ( β z t )}) -1 β z t t

= β z t +[(1+exp{-γ( β z t )}) -1 -1/2] β z t t ,γ>0

(5-26)

其中,ε t ~iidN(0, σ 2 )。当γ=0时,式(5-26)退化为线性式(5-25)。注意,在原假设下,式(5-26)也是可识别的,因此,其线性性可以用LM检验进行检验,原假设为H 0 : γ=0,而备择假设为H 1 : γ>0。对数似然函数L T θ )可用一种标准型进行定义,且H 0 下估计的得分向量包含下面两项:

105-01

由于 105-02 ,其中, 091-05 是H 0 β 的极大似然估计量,则上述过程得到一个自由度为1的LM检验。其中,在TR 2 的形式下,辅助回归方程包含了y t z t 105-04 的回归。对式(5-26)进行适当的修改,就可以很容易得到更多RESET的一般形式。因此,尽管通常把RESET作为函数形式的一般检验,但也可以把它看作针对详细、充分的参数STR模型的LM检验。但是,应该留意,式(5-26)不是唯一的能得到RESET的非线性模型,但它说明得很好。另一个局部等价备择模型,通过式(5-26)在原假设处的一阶泰勒展开式得到模型(参见第5.4节)

y t = β z t +γ( β z t 2 t

式(5-26)的有用性和上述讨论基于这样一个事实:模型为设定偏误的类型提供了一些可被RESET检测到的提示,而函数形式则使得RESET的效果没有期望中那么好。例如,可以看到式(5-26)是严格限制的STR设定,更一般的STR模型有可能属于后面一类。在一个实际的例子中,RESET无法检测到非线性,但对STR的检验强有力地拒绝了线性假设,读者可参考第16.3.6节讨论英国货币需求建模的相关内容。RESET通常包含在模拟试验中,如Lee等(1993)研究中的模拟,同时也对不同的线性检验进行比较。一些RESET的模拟结果是可预期的,这需要将RESET的知识作为对参数备择假设的LM检验加以应用,参阅Teräsvirta(1996)对此进行了讨论。

5.6.2 基于扩展式的检验

当原假设是平稳自回归模型时,Keenan(1985)推导出了一个自由度为1的检验,以用于检验单变量情况下的线性性。他的检验等价于N=2时的RESET。Tsay(1986a)认为,这个检验可能不总是充分有效的,并提出了另一个有着更大备择假设的检验。这个检验包含了如下辅助自回归方程

105-03

种对原假设ψ ij =0(i=1,…,p;j=i,…,p)的检验,其中, Φ =(Φ 0 1 ,…,Φ p )′, w t =(1,y t-1 ,…,y t-p )′, 106-01 且ε t ~iidN(0, σ 2 )。该渐近理论是标准的,且在对原假设进行检验时,Tsay推荐了F检验。F统计量的自由度为p(p+1)/2和T-(p+1)(p+2)/2。值得注意的是,式(5-27)是为了进行检验而人为构造的,不能把它解释为一个数据生成过程。由于备择假设是多项式,从第5.2节的角度来说,检验不是一致的。

与RESET类似,Tsay的检验对非线性而言是一个很方便的检验,但它也有一个LM的解释。辅助自回归模型式(5-27)与对STAR模型

y t = Φ w t + θ w t (1+exp{-γ(y t-d -c)}) -1 t ,γ>0

检验AR(p)模型线性性时所用回归模型相同。其中, w t =(1,y t-1 ,…,y t-p )′,且仅假设滞后参数d∈{1,…,p},可参阅Luukkonen等(1988a)对此问题的讨论。针对多变量模型的一般Tsay检验是很简单的。

可把Tsay检验看作一个基于第3.5节中讨论的Kolmogorov-Gabor多项式的更一般检验的特例。基于k阶展开的辅助自回归模型很简单,其模型形式为

106-02

其中,线性性的原假设是式(5-28)中所有高阶项系数都等于0。标准渐近理论有效的必要条件为 106-03 。因此,多项式的阶数越高,矩条件的要求就越严格。Teräsvirta等(1993)对第3.6节中正反馈的单一隐藏层神经网络模型的检验,是基于一个三阶的Kolmogorov-Gabor多项式。根据第5.5.3节中讨论的思想衍生为一个LM型检验。 6kLg+Z+CkW4533lZS+aFhllFs5XmPahH7/URH9yKeWWSWvV0KBhgNbZRUg2wrMV7

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