Covariance matrix
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어떤 랜덤 vector의 covariance matrix 는 다음과 같다.
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는 평균벡터
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는 conjugate transpose로 켤레전치행렬이 된다. (복소수의 부호를 바꾸고 전치시킨 행렬)
Pseudo-correlation, Pseudo-covariance matrix
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Pseudo-correlation
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Pseudo-covariance
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임의의 벡터 에 대하여
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이러한 성질에 때문에 Covariance matrix 는 non-negative definite라고 한다. 이는 correlation matrix 도 마찬가지다.
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(non-negative definite은 positive semi definite(양의 준정부호)이라고도 한다)
Theorem
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Correlation function은 non-negative definite이다.
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증명)
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Linear transformation or random vectors
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는 랜덤 벡터
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는 랜덤 벡터
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는 선형변환 (행렬)
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Thus,
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Centered output vector
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Covariance matrix
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Pseudo-covariance matrix
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Simulation problem
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Real white random vector
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Complex white random vector
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Simulation block diagram (다이어그램 이미지 생략)
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Covariance Matrix Structure and Factorization
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는 eigenvalue, 는 eigenvector
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Hermitian matrix 의 Eigenvalue 는 항상 real이 된다.
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는 자기자신의 conjugate와 같다. conjugate 했는데 자기 자신이 된다는 것은 real이라는 뜻
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non-negative definite matrix 의 eigenvalue 는 항상 non-negative하다.
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만일 가 positive definite 하면 는 반드시 positive하다.
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Hermitian matrix 의 distinct한 eigenvalue들은 orthogonal하다.
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이므로
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같은 eigenvalue를 갖는 eigenvector들의 집합은 linear space의 subspace가 된다.
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Hermitian matrix들은 항상 대각화 가능하다.
Unitary matrix
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인 를 unitary matrix라 한다.
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diagonal matrix 에 루트를 씌우면
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의 다른 factorization도 가능하다.
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는 unitary matrix
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Simulation Solution
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