Случайный источник

Генератор случайно распределенных величин.

Тип: RandomSource

Путь в библиотеке:

/Basic/Sources/Random Source

Описание

Блок Случайный источник выводит случайный сигнал с равномерным или гауссовским (нормальным) псевдослучайным распределением. Для генерации последовательности блок использует генератор случайных чисел вихрь Мерсенна. Параметры блока определяют размер сигнала, тип данных и является ли сигнал комплексным.

Блок может генерировать одноканальный или многоканальный сигнал.

Порты

Выход

# OUT_1 — сигнал со случайно распределенными величинами
скаляр | вектор | матрица

Details

Сигнал случайных величин с равномерным или гауссовым (нормальным) распределением. Параметры блока определяют размер сигнала, тип данных и является ли сигнал комплексным.

Блок может генерировать одноканальный или многоканальный сигнал. Параметр Количество отсчетов за шаг дискретизации определяет количество отсчетов в каждом канале (столбце) сигнала. Параметры Тип данных выхода и Тип сигнала определяют тип данных и является ли сигнал комплексным.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Да

Параметры

Основные

# Тип распределения — тип распределения
Равномерное | Гауссовское

Details

Укажите тип распределения случайных величин, варианты для выбора:

Равномерное — блок берет выходные отсчеты из равномерного распределения. Можно указать минимальное и максимальное значения распределения с помощью параметров Минимум и Максимум соответственно. Все значения в диапазоне [Минимум Максимум] имеют равную вероятность быть выбранными. Можно сгенерировать комплексное число из равномерного распределения, установив параметр Тип сигнала в значение Комплексный.
Гауссовское — блок генерирует гауссовские случайные величины, используя метод Зиккурата. Можно задать среднее и дисперсию распределения с помощью параметров Среднее и Дисперсия. Можно сгенерировать комплексный гауссовский сигнал, установив параметр Тип сигнала в значение Комплексный.

Значения	`Uniform` \| `Gaussian`
Значение по умолчанию	`Uniform`
Имя для программного использования	`SourceType`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Нет

# Метод генерации — метод генерации случайных чисел
Алгоритм Зиккурата | Сумма равномерно распределённых значений

Details

Метод генерации случайных чисел.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип распределения значение Гауссовское.

Значения	`Ziggurat` \| `Sum of uniform values`
Значение по умолчанию	`Ziggurat`
Имя для программного использования	`Method`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Нет

# Количество равномерно распределённых значений — количество постоянных значений для суммирования
Целое число типа Int64

Details

Количество постоянных значений для суммирования.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип распределения значение Гауссовское, а для параметра Метод генерации значение Сумма равномерно распределённых значений.

Значение по умолчанию	`12`
Имя для программного использования	`NumberOfUniformValuesToSum`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Среднее — cреднее значение гауссовского распределения

Details

Укажите среднее значение гауссовского (нормального) распределения в виде скаляра или вектора-строки длиной . Если задан вектор-строка, то блок генерирует матрицу на , содержащую отдельное случайное распределение в каждом канале, где — это значение, которое указано в параметре Количество отсчетов за шаг дискретизации.

Значения параметров Среднее и Дисперсия должны быть скалярами или иметь одинаковое количество столбцов.

Чтобы сгенерировать комплексный выходной сигнал с распределением Гауссовское, установите для параметра Тип сигнала значение Комплексный и укажите комплексное значение в параметре Среднее. Для получения дополнительной информации см. описание параметра Тип сигнала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип распределения значение Гауссовское.

Поддержка комплексных чисел

Да

Значение по умолчанию	`0`
Имя для программного использования	`Mean`
Настраиваемый	Да
Вычисляемый	Да

# Дисперсия — дисперсия гауссовского распределения

Details

Укажите дисперсию гауссовского (нормального) распределения в виде скаляра или вектора-строки длиной . Если указан вектор-строка, то блок генерирует матрицу на , содержащую отдельное случайное распределение в каждом канале, где — это значение, которое указано в параметре Количество отсчетов за шаг дискретизации.

Чтобы сгенерировать комплексный выходной сигнал с распределением Гауссовское, задайте для параметра Дисперсия общую дисперсию для каждого выходного канала. Это значение представляет собой сумму дисперсий вещественных и мнимых компонентов в этом канале. Для получения дополнительной информации см. описание параметра Тип сигнала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип распределения значение Гауссовское.

Значение по умолчанию	`1`
Имя для программного использования	`Variance`
Настраиваемый	Да
Вычисляемый	Да

# Минимум — минимальное значение равномерного распределения

Details

Укажите минимальное значение в равномерном распределении в виде скаляра или вектора-строки длины . Если указан вектор-строка, то блок генерирует матрицу на , содержащую отдельное случайное распределение в каждом канале, где — это значение, которое указано в параметре Количество отсчетов за шаг дискретизации.

Например, если значение Минимум — [0, 0, -3, -3] и Максимум — [10, 10, 20, 20], то блок генерирует четырехканальный выход, первый и второй столбцы которого содержат случайные значения в диапазоне [0, 10], а третий и четвертый столбцы — случайные значения в диапазоне [-3, 20].

Значения Минимум и Максимум должны быть скалярами или иметь одинаковое количество столбцов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип распределения значение Равномерное.

Значение по умолчанию	`0`
Имя для программного использования	`Minimum`
Настраиваемый	Да
Вычисляемый	Да

# Максимум — максимальное значение равномерного распределения

Details

Укажите максимальное значение в равномерном распределении в виде скаляра или вектора-строки длины . Если указан вектор-строка, то блок генерирует матрицу на , содержащую отдельное случайное распределение в каждом канале, где — это значение, которое указано в параметре Количество отсчетов за шаг дискретизации.

Значения Минимум и Максимум должны быть скалярами или иметь одинаковое количество столбцов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип распределения значение Равномерное.

Значение по умолчанию	`1`
Имя для программного использования	`Maximum`
Настраиваемый	Да
Вычисляемый	Да

# Повторяемость — повторение вывода блока
Задать начальное значение генератора ПСП | Повторять | Не повторять

Details

Опция повторения вывода блока. Варианты для выбора:

Задать начальное значение генератора ПСП — блок использует начальное число, которое указано в параметре Начальное значение генератора ПСП, чтобы получить повторяющийся вывод для каждой симуляции.
Не повторять — блок случайным образом выбирает начальное число и выдает другую псевдослучайную последовательность для каждой симуляции.
Повторять

Значения	`Specify seed` \| `Repeatable` \| `Not repeatable`
Значение по умолчанию	`Not repeatable`
Имя для программного использования	`Repeatability`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Нет

# Начальное значение генератора ПСП — начальное число для генератора случайных чисел

Details

Укажите начальное число для генератора случайных чисел в виде скаляра. Генератор выдает идентичную последовательность псевдослучайных чисел каждый раз, когда производится моделирование блока с определенным начальным числом.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Повторяемость значение Задать начальное значение генератора ПСП.

Значение по умолчанию	`1`
Имя для программного использования	`InitialSeed`
Настраиваемый	Да
Вычисляемый	Да

# Тип сигнала — тип сигнала
Дискретный | Непрерывный

Details

Тип сигнала. Варианты для выбора:

Дискретный — дискретный сигнал.
Непрерывный — непрерывный сигнал.

Значения	`Discrete` \| `Continuous`
Значение по умолчанию	`Discrete`
Имя для программного использования	`SampleMode`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Нет

# Период дискретизации — период отсчетов выходных данных
SampleTime (вещественное число / вектор из двух вещественных чисел)

Details

Период дискретизации выходного сигнала, случайной выходной последовательности, задается как положительный скаляр. Период выходного кадра равен .

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип сигнала значение Дискретный.

Значение по умолчанию	`1`
Имя для программного использования	`SampleTime`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Количество отсчетов за шаг дискретизации — количество отсчетов на кадре
Целое число типа Int64

Details

Количество отсчетов в каждом выходном кадре, заданное в виде целого положительного скаляра. Период выходного кадра равен , где — это значение параметра Период дискретизации.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Тип сигнала значение Дискретный.

Значение по умолчанию	`1`
Имя для программного использования	`SamplesPerFrame`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Да

# Тип данных выхода — тип выходных данных
Double

Details

Тип выходных данных.

Значения	`Double`
Значение по умолчанию	`Double`
Имя для программного использования	`OutputDataType`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Нет

# Тип сигнала — вещественный или комплексный сигнал
Действительный | Комплексный

Details

Укажите, является выходной сигнал вещественным Действительный или комплексным Комплексный. Эти параметры управляют всеми каналами вывода. Вещественные и комплексные компоненты вывода статистически независимы.

Для комплексного вывода с распределением Равномерное блок берет вещественные и мнимые компоненты в каждом канале из одного и того же равномерного случайного распределения, определяемого параметрами Минимум и Максимум для этого канала.

Для комплексного вывода с распределением Гауссовское блок берет вещественные и мнимые компоненты в каждом канале из нормальных распределений с разными средними. В этом случае параметр Среднее для каждого канала должен иметь комплексное значение. Вещественный компонент параметра Среднее определяет среднее значение вещественных компонентов в канале, а мнимый компонент — среднее значение мнимых компонентов в канале. Если опущен вещественный или мнимый компонент в параметре Среднее, то блок использует значение по умолчанию 0 для среднего значения этого компонента.

Например, если параметр Среднее имеет в значение [5+2i 0.5 3i], то генерируется трехканальный выход с такими средними значениями.

Номер канала	вещественная компонента	Мнимая компонента
1	5	2
2	0.5	0
3	0	3

Для комплексного выходного сигнала параметр Дисперсия определяет общую дисперсию для каждого выходного канала. Это значение представляет собой сумму дисперсий вещественных и мнимых компонентов в этом канале:

Блок делит указанное значение дисперсии поровну между действительной и мнимой составляющими.

Значения	`Real` \| `Complex`
Значение по умолчанию	`Real`
Имя для программного использования	`Complexity`
Настраиваемый	Нет
Вычисляемый	Нет

Подробнее

Равномерное распределение

Равномерное распределение — это тип распределения вероятностей, при котором все исходы одинаково вероятны.

Скалярная случайная величина

Рассмотрим скалярную случайную величину , которую блок берет из равномерного распределения U:

где и — минимальное и максимальное значения распределения соответственно.

В качестве альтернативы можно записать в терминах масштабированной нормализованной равномерной переменной:

Равномерный случайный вектор

Если блок настроен так, чтобы в нем было канала, то каждый выходной отсчет представляет собой случайный вектор из независимых данных. Можно записать как , где , причем и — это минимальное и максимальное значения параметров вектора соответственно. Если для параметра Количество отсчетов за шаг дискретизации задано значение , то каждый выходной кадр представляет собой на матрицу независимых однородных случайных векторов-строк.

Комплексная равномерная случайная величина

Если блок настроен на генерацию комплексной скалярной случайной величины , где .

В качестве альтернативы можно записать как

Комплексный равномерный случайный вектор

Когда — это вектор комплексных случайных величин , где являются независимыми.

Гауссово распределение

Скалярная случайная величина

Если блок настроен на генерацию случайной переменной из гауссова (или нормального) распределения, то переменная , где и — среднее значение и дисперсия соответственно.

В качестве альтернативы можно записать как , где — стандартная нормальная переменная.

Гауссовский случайный вектор

Если в блоке каналов, то каждый выходной отсчет представляет собой случайный вектор из независимых данных. Можно записать гауссовский случайный вектор как , где , где и — среднее и дисперсия каналов соответственно. Ковариационная матрица вектора — это диагональная матрица, представленная как

Комплексная гауссовская случайная переменная

Если блок настроен на генерацию комплексной скалярной случайной величины , где и являются независимыми. Среднее значение должно быть комплексным.

В качестве альтернативы можно записать как

Комплексный гауссовский случайный вектор

Когда — это вектор комплексных случайных величин , где и , и — среднее и дисперсия каналов соответственно.