在时间序列分析中,尤尔-沃克方程对模型识别和参数估计起着非常重要的作用。基于矩估计方法,通过求尤尔-沃克方程得到模型参数的过程称为尤尔-沃克估计。1927年,英国统计学家G.U.尤尔提出自回归(autoregressive; AR)模型。一般阶自回归模型
具有如下结构:
式中;
为零均值白噪声过程;方差为
,且
。基于式(1),英国统计学家G.T.沃克(Gilbert Thomas Walker,1868~1958)提出模型的自回归系数
和自相关系数
满足
阶线性方程,即尤尔-沃克方程:
在实际应用中,通常采用矩估计思想,用样本自相关系数替代式(2)中的总体自相关系数
:
并通过求式(3)得到未知参数的估计,有:
但是,该方程的求解需要对系数矩阵求逆运算,当较大时,运算量也很大。为避免这个问题,可采用莱文森-德宾(Levinson-Durbin)递推算法求解。
进一步,根据自相关系数与自协方差函数的关系,即
,尤尔-沃克方程还可以表示为如下
阶线性方程组:
式中。因此,在计算得到时间序列数据的样本自协方差函数后,通过求解上述方程组可以同时得到未知参数
和
的估计。