Gold, Lederer & Tao (2020) Inference for high-dimensional instrumental variables regression, JoE.
Introduction
- モデル:
- ,
- Doubly high-dimensional setting: , 両方とも high-dimensional.
- 各 について statistical inference したい.
- van de Geer et al. (2014 AoS)のような二段階のde-biased LASSOを考える.
- Belloni et al. (2018 arXiv)も似たような設定を考えているが,彼らの方法はNeyman orthogonalityに基づいた別の方法.
Two-stage estimation
- For each ,
\begin{align*}y_i & = x_i^\top \beta + u_i \\x_{ij} & = z_i^\top \alpha^{j} + v_{ij}\end{align*}
- Exclusion restriction: , .
- In matrix form,
\begin{align*} \mathbf{y} & = \mathbf{X}\beta + \mathbf{u} \\ \mathbf{X} & = \mathbf{Z}\mathbf{A} + \mathbf{V} \equiv \mathbf{D} + \mathbf{V} \end{align*}
where , , , and .
- for identification.
- Let .
Assumption 2.2: are i.i.d. sub-Gaussian and satisfy .
Assumption 2.4: and are sub-Gaussian.
- First-stage estimator: , , .
- Let .
- Second-stage estimator: .
One-step update
- をOLS推定する場合
, where is the inverse of .
- が非特異行列ならば第二項はOLSの性質によりゼロ.一方, のときは は可逆でないため,
.
.
- が であることを確かめればよい.
- が LASSO のとき, を "desparsified LASSO" や "debiased LASSO" などと呼ぶ.
- IVモデルに対応する one-step update: . は の推定量.
- Lemma 3.1: .
- をどうやって作る? のときは は特異行列.=> Cai et al. (2011 JASA) の CLIME estimator を使う.
Theorem 3.4: いくつかのhigh-level conditionsの下で,.
Two-stage LASSO
- First-stage estimator: .
- Second-stage estimator: .
- 以降は Theorem 3.4 の条件を満たすための tuning parameter の選び方や compatibility condition (see Ch.6, Buhlmann and van de Geer, 2011) などについて.