The concept of pseudo-differential operators allows one to study stochastic processes through their symbol. This approach has generated many new insights in recent years. However, most results are based on the assumption of bounded coefficients. In this thesis, we study Levy-type processes with unbounded coefficients and, especially, affine processes. In particular, we establish a connection between pseudo-differential operators and affine processes which are well-known from mathematical finance. Affine processes are an interesting example in this field since they have linearly growing and hence unbounded coefficients. New techniques and tools are developed to handle the affine case and then expanded to general Levy-type processes. In this way, the convergence of a simulation scheme based on a Markov chain approximation, results on path properties, and necessary conditions for the symmetry of operators were proven.

Neste trabalho mostramos uma caracterização para os espaços de potência fracionária associados ao operador 1 - Δp, em que Δp representa o fecho do operador laplaciano em Lp(Rn), usando o fato de que o mesmo pode ser visto como um operador pseudodiferencial com símbolo a(ξ) = 1+4π2|ξ|2. No processo para obter essa caracterização representamos de maneira concreta a solução abstrata u : [0;+ ∞) → Lp(Rn), obtida através da teoria de operadores setoriais e semigrupos analíticos, da equação u - Δpu = 0 em (0;+∞) com condição inicial u(0) = f ∈ Lp(Rn). / In this work we show a characterization for the fractional power spaces associated with the operator 1 - Δp, where Δp, represents the closure of the Laplacian operator in Lp(Rn), using the fact that the operator may be seen as a pseudo-differential operator with symbol a(ξ) = 1+4π2|ξ|2. In the process for this characterization we represent of concrete way the abstract solution u : [0;+∞) Lp(Rn), obtained through the theory of sector operators and analytic semigroups, of the equation u - Δpu = 0 in (0;+∞) with initial condition u(0) = f ∈ Lp(Rn).

Neste trabalho mostramos uma caracterização para os espaços de potência fracionária associados ao operador 1 - Δp, em que Δp representa o fecho do operador laplaciano em Lp(Rn), usando o fato de que o mesmo pode ser visto como um operador pseudodiferencial com símbolo a(ξ) = 1+4π2|ξ|2. No processo para obter essa caracterização representamos de maneira concreta a solução abstrata u : [0;+ ∞) → Lp(Rn), obtida através da teoria de operadores setoriais e semigrupos analíticos, da equação u - Δpu = 0 em (0;+∞) com condição inicial u(0) = f ∈ Lp(Rn). / In this work we show a characterization for the fractional power spaces associated with the operator 1 - Δp, where Δp, represents the closure of the Laplacian operator in Lp(Rn), using the fact that the operator may be seen as a pseudo-differential operator with symbol a(ξ) = 1+4π2|ξ|2. In the process for this characterization we represent of concrete way the abstract solution u : [0;+∞) Lp(Rn), obtained through the theory of sector operators and analytic semigroups, of the equation u - Δpu = 0 in (0;+∞) with initial condition u(0) = f ∈ Lp(Rn).

We prove that every (nice) Feller process is an It^o process in the sense of Cinlar, Jacod, Protter and Sharpe (1980). Next we generalize the notion of the symbol and define it for this larger class of processes. As examples the solutions of stochastic differential equations are considered. The symbol is then used to derive a quick approach to the semimartingale characteristics as well as the generator of the process under consideration. Finally we give some examples of how our methods work for processes used in mathematical finance. / Wir haben gezeigt, dass jeder (nette) Feller Prozess ein It^o Prozess im Sinne von Cinlar, Jacod, Protter und Sharpe (1980) ist. Es stellt sich heraus, dass man den Begriff des Symbols, der für Feller Prozesse bekannt ist, auf diese größere Klasse verallgemeinern kann. Dieses Symbol haben wir für die Lösungen verschiedener stochastischer Differentialgleichungen berechnet. Außerdem haben wir gezeigt, dass das Symbol einen schnellen Zugang zur Berechnung der Semimartingal-Charakteristiken und des Erzeugers eines It^o Prozesses liefert. Zuletzt wurden die Ergebnisse auf Prozesse angewendet, die in der Finanzmathematik gebräuchlich sind. - (Die Dissertation ist veröffentlicht im Shaker Verlag GmbH, Postfach 101818, 52018 Aachen, Deutschland, http://www.shaker.de, ISBN: 978-3-8322-8244-8)

We prove that every (nice) Feller process is an It^o process in the sense of Cinlar, Jacod, Protter and Sharpe (1980). Next we generalize the notion of the symbol and define it for this larger class of processes. As examples the solutions of stochastic differential equations are considered. The symbol is then used to derive a quick approach to the semimartingale characteristics as well as the generator of the process under consideration. Finally we give some examples of how our methods work for processes used in mathematical finance. / Wir haben gezeigt, dass jeder (nette) Feller Prozess ein It^o Prozess im Sinne von Cinlar, Jacod, Protter und Sharpe (1980) ist. Es stellt sich heraus, dass man den Begriff des Symbols, der für Feller Prozesse bekannt ist, auf diese größere Klasse verallgemeinern kann. Dieses Symbol haben wir für die Lösungen verschiedener stochastischer Differentialgleichungen berechnet. Außerdem haben wir gezeigt, dass das Symbol einen schnellen Zugang zur Berechnung der Semimartingal-Charakteristiken und des Erzeugers eines It^o Prozesses liefert. Zuletzt wurden die Ergebnisse auf Prozesse angewendet, die in der Finanzmathematik gebräuchlich sind. - (Die Dissertation ist veröffentlicht im Shaker Verlag GmbH, Postfach 101818, 52018 Aachen, Deutschland, http://www.shaker.de, ISBN: 978-3-8322-8244-8)

The concept of pseudo-differential operators allows one to study stochastic processes through their symbol. This approach has generated many new insights in recent years. However, most results are based on the assumption of bounded coefficients. In this thesis, we study Levy-type processes with unbounded coefficients and, especially, affine processes. In particular, we establish a connection between pseudo-differential operators and affine processes which are well-known from mathematical finance. Affine processes are an interesting example in this field since they have linearly growing and hence unbounded coefficients. New techniques and tools are developed to handle the affine case and then expanded to general Levy-type processes. In this way, the convergence of a simulation scheme based on a Markov chain approximation, results on path properties, and necessary conditions for the symmetry of operators were proven.

Le but de cette thèse est d’étudier l’analyse sur les espaces hpc(Rd,M), la version locale des espaces de Hardy à valeurs opératorielles construits par Tao Mei. Les espaces de Hardy locaux à valeurs opératorielles sont définis par les g-fonctions de Littlewood-Paley tronquées et les fonctions intégrables de Lusin tronquées associées au noyau de Poisson. Nous développons la théorie de Calderón-Zygmund sur hpc(Rd,M); nous étudions la dualité hpcbmocq et l’interpolation. D’après ces résultats, nous obtenons la caractérisation générale de hpc(Rd,M) en remplaçant le noyau de Poisson par des fonctions tests raisonnables. Ceci joue un rôle important dans la décomposition atomique lisse de h1c(Rd,M). En même temps, nous étudions aussi les espaces de Triebel-Lizorkin inhomogènes à valeurs opératorielles Fpα,c(Rd,M). Comme dans le cas classique, ces espaces sont connectés avec des espaces de Hardy locaux à valeurs opératorielles par les potentiels de Bessel. Grâce à l’aide de la théorie de Calderón-Zygmund, nous obtenons les caractérisations de type LittlewoodPaley et de type Lusin par des noyaux plus généraux. Ces caractérisations nous permettent d’étudier différentes propriétés de Fpα,c(Rd,M), en particulier, la décomposition atomique lisse. Ceci est une extension et une amélioration de la décomposition atomique précédente de h1c(Rd,M). Comme une application importante de cette décomposition atomique lisse, nous montrons la bornitude d’opérateurs pseudo-différentiels avec les symboles réguliers à valeurs opératorielles sur des espaces de Triebel-Lizorkin Fpα,c(Rd,M), pour α ∈ R et 1 ≤ p ≤ ∞. Finalement, grâce à la transférence, nous obtenons aussi la Fpα,c-bornitude d’opérateurs pseudo-différentiels sur les tores quantiques / This thesis is devoted to the study of the analysis on the spaces hpc(Rd,M), the local version of operator-valued Hardy spaces studied by Tao Mei. The operator-valued local Hardy spaces are defined by the truncated Littlewood-Paley g-functions and the truncated Lusin square functions associated to the Poisson kernel. We develop the Calderón-Zygmund theory on hpc(Rd,M), and study the hpc-bmocq duality and the interpolation. Based on these results, we obtain general characterization of hpc(Rd,M) which states that the Poisson kernel can be replaced by any reasonable test function. This characterization plays an important role in the smooth atomic decomposition of h1c(Rd,M). We also investigate the operator-valued inhomogeneous Triebel-Lizorkin spaces Fpα,c(Rd,M). Like in the classical case, these spaces are connected with the operator-valued local Hardy spaces via Bessel potentials. Then by the aid of the Calderón-Zygmund theory, we obtain the Littlewood-Paley type and the Lusin type characterizations of Fpα,c(Rd,M) by more general kernels. These characterizations allow us to study various properties of Fpα,c(Rd,M), in particular, the smooth atomic decomposition. This is an extension and an improvement of the previous atomic decomposition of h1c(Rd,M). As an important application of this smooth atomic decomposition, we show the boundedness of pseudo-differential operators with regular operator-valued symbols on Triebel-Lizorkin spaces Fpα,c(Rd,M), for α ∈ R and 1 ≤ p ≤ ∞. Finally, by virtue of transference, we obtain the Fpα,c-boundedness of pseudo-differential operators on quantum tori

Diese Dissertation ist dem Studium temperierter Distributionen mittels mikrolokaler Methoden gewidmet. Die fundamentale Größe der mikrolokalen Analysis, die Wellenfrontmenge, wird durch zwei analoge Konzepte ersetzt, die den pseudo-differentiellen SG- und Shubin-Kalkülen zugeordnet sind. Die Eigenschaften dieser globalen Wellenfrontmengen werden studiert und ferner werden unterschiedliche Möglichkeiten, diese globalen Singularitäten zu charakterisieren, untersucht, insbesondere mittels der FBI-Transformation. Zahlreiche Konstruktionen, die den klassischen Wellenfrontmengenbegriff beinhalten, werden in den globalen Kontext übersetzt, insbesondere Rechenoperationen mit temperierten Distributionen wie etwa (getwistete) Produkte, Pull-backs und Paarungen, für die mikrolokale Existenzkriterien angegeben werden. Als eine Anwendung wird eine Klasse von temperierten Oszillatorintegralen eingeführt, welche durch inhomogene Phasenfunktionen und Amplituden aus SG-Symbolklassen parametrisiert werden. Die SG-Wellenfrontmengen dieser Distributionen werden untersucht und es stellt sich heraus, dass diese durch eine Verallgemeinerung der Menge stationärer Punkte der Phasenfunktionen beschränkt werden. In diesem Kontext wird eine Verallgemeinerung des klassischen Begriffs einer konischen Lagrange-Untermannifaltigkeit des T*R^d vorgenommen und diese Objekte werden auf ihre Parametrisierungseigenschaften untersucht. Es stellt sich heraus, dass jedes solche Objekt lokal als die Menge der stationären Punkte einer SG-Phasenfunktion realisiert werden kann. Als weitere Anwendung werden einige Konstruktionen der axiomatischen Quantenfeldtheorie, die Distributionen beinhalten, im temperierten Kontext realisiert.