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3.1.2 PH分布的性质

PH分布具有良好的通用性和适用性。具体表现在PH分布的两个性质上:封闭性和稠密性。

1.封闭性

PH分布具有良好的封闭性,通常几个PH分布在经过一些运算后可以产生一个新的PH分布,且其在经过大量运算后依然是封闭的,其封闭性主要体现在以下3个方面。

1)卷积计算 [3]

假设H分布和G分布为两个相互独立的PH分布,分别用矩阵 H G 表示,其分别有 m 阶( α , T )表示和 n 阶( β , S )表示,则卷积 H * G 也服从PH分布,阶数为 m + n 。该PH分布可以表示为( γ 1 , L 1 ),即

(3.5)

2)极值分布计算 [4]

假设 x y 是两个独立的随机变量,两个变量分别服从H分布和G分布。则min( x , y )的分布 F 1 (ž)和max( x , y )的分布 F 2 (ž)可以表示为

(3.6)

F 1 mn 阶PH表示( γ 2 , L 2 ),即

(3.7)

F 2 mn + m + n 阶PH表示( γ 3 , L 3 ),即

(3.8)

式中,“⊗”为Kronecker积,“⊕”为Kronecker和,因为在后面需要大量用到此种表示方法,所以在此特别对其进行定义。

假设有两个矩阵 A m × n B m × n ,则Kronecker积 [5] 定义为

(3.9)

A B 为方阵时,Kronecker和 [5] 定义为

(3.10)

式中, m p 分别表示矩阵 A B 的阶数, I p I m 分别表示 p 阶和 m 阶单位矩阵。

3)PH分布的混合

PH分布与其他分布的有限混合依然是PH分布。设( p 1 , p 2 ,⋯, p k ) 是一个概率分布, F j 的PH表示为[ α ( j ), T ( j )],则有限混合后的 F = p 1 F 1 +⋯+ p k F k 的PH表示为( γ 4 , L 4 ),数学表达式为

(3.11)

2.稠密性

PH分布具有稠密性 [6] ,即对于[0, +∞)的任意一个随机变量来说,无论它服从何种分布,都可以找到一个恰当的PH分布来表示该随机变量。 37MPM8L8OvcPJw+dVZz93lZ600DhMNrfslWaO+xJJANE8f+bp9knWyWLLTVv74LP

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