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시계열&계량경제학

계량경제학 #11 비정상 시계열 회귀분석 (2): Stochastic Time Trend

seungbeomdo 2023. 6. 12. 22:33

  • 비정상 시계열의 두번째 유형은 Stochastic Time Trend이다. 시간에 대하여 일정한 추세를 가지지 않는 Random Walk 모델이다.

1. Random Walk Model

 

  • Random Walk Model은 다음과 같이 정의한다.

Yt=Yt1+Ut
where
UtIID(0,σ2)
 

  • AR(1) model에서 β가 1인 경우와 동일하기 때문에, unit root process라고도 부른다.

 

  • Random walk model을 따르는 경우, 특별히 추정해야 할 모수가 없다. 그냥 랜덤워크 모델이다. 인과검정이나 예측이 불가능한 모델이다.
  • 따라서 주요한 관심사는 주어진 process가 랜덤워크를 따르는 것이 맞는지 검정하는 것뿐이다. 이를 수행하는 일련의 검정들을 단위근 검정 Unit Root Test라고 한다.

2. 단위근 검정 (Dickey - Fuller Test)

 

1. 단위근 검정

  • DGP: Yt=Yt1+Ut
  • Model: Yt=βYt1+Ut

 

  • 주어진 시계열이 단위근 시계열이라는 귀무가설 β=1 하에서
  • OLS estimator ˆβn를 사용한 t-statistics의 극한 분포

tn=β^n1σ^n2(Σt=1nYt12)1B(1)21201B(θ)2dθ

  • B(θ)는 Brownian motion을 의미한다.

 

  • 대립가설 β<1 하에서 t-statistics는 마이너스 무한대로 발산한다.

 

2. ADF 검정 (Augmented Dicky-Fuller Test)

  • 단위근 시계열에서 종종 잔차항 U_{t}가 IID하다는 가정을 사용하기 어려운 경우가 있다. 이런 경우에 사용할 수 있는 단위근 검정이 ADF 검정이다.

 

  • DGP는 다음과 같다.

Yt=Yt1+Ut

  • where

Ut=Σj=1pζjΔYtj+ϵt

  • and

ϵtIID.(0,σ2)
 

  • 추정하는 모델은 다음과 같다.

Yt=βYt1+Σj=1pζjΔYtj+ϵt
 

  • 주어진 시계열이 단위근 시계열이라는 귀무가설 β=1 하에서
  • OLS estimator ˆβn를 사용한 t-statistics의 극한 분포

tn=β^n1σ^n2(Σt=1nYt12)1B(1)21201B(θ)2dθ
 

  • 대립가설 β<1 하에서 t-statistics는 마이너스 무한대로 발산한다.