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。
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 和 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 和 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 ()和max( x , y )的分布 F 2 ()可以表示为
(3.6)
F 1 有 mn 阶PH表示( γ 2 , L 2 ),即
(3.7)
F 2 有 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 和 B m × n ,则Kronecker积 [5] 定义为
(3.9)
当 A 和 B 为方阵时,Kronecker和 [5] 定义为
(3.10)
式中, m 和 p 分别表示矩阵 A 和 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)
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。