Документация Engee

Random Source

Генерирует случайно распределенные величины.

random source

Описание

Блок Random Source выводит случайный сигнал с равномерным или гауссовским (нормальным) псевдослучайным распределением. Для генерации последовательности блок использует генератор случайных чисел вихрь Мерсенна. Настройки в диалоговом окне блока определяют размер сигнала, тип данных и является ли сигнал комплексным.

Блок может генерировать одноканальный или многоканальный сигнал.

Порты

Выход

# Port_1 — сигнал со случайно распределенными величинами
скаляр | вектор | матрица

Details

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

Блок может генерировать одноканальный или многоканальный сигнал. Параметр Samples per frame определяет количество отсчетов в каждом канале (столбце) сигнала. Параметры Output data type и Signal complexity определяют тип данных и является ли сигнал комплексным.

Типы данных

Float64

Поддержка комплексных чисел: Да

Параметры

Main

# Source type — тип распределения
Uniform | Gaussian

Details

Укажите тип распределения случайных величин, варианты для выбора:

  • Uniform — блок берет выходные отсчеты из равномерного распределения. Можно указать минимальное и максимальное значения распределения с помощью параметров Minimum и Maximum соответственно. Все значения в диапазоне [Minimum Maximum] имеют равную вероятность быть выбранными. Можно сгенерировать комплексное число из равномерного распределения, установив параметр Signal complexity в значение Complex.

  • Gaussian — блок генерирует гауссовские случайные величины, используя метод Зиккурата. Можно задать среднее и дисперсию распределения с помощью параметров Mean и Variance. Можно сгенерировать комплексный гауссовский сигнал, установив параметр Signal complexity в значение Complex.

Значение по умолчанию

Uniform

Имя для программного использования

SourceType

Настраиваемый

Нет

# Method — метод генерации случайных чисел
Ziggurat | Sum of uniform values

Details

Метод генерации случайных чисел.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Source type значение Gaussian.

Значение по умолчанию

Ziggurat

Имя для программного использования

Method

Настраиваемый

Нет

# Number of uniform values to sum — количество постоянных значений для суммирования

Details

Количество постоянных значений для суммирования.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Source type значение Gaussian, а для параметра Method значение Sum of uniform values.

Значение по умолчанию

12

Имя для программного использования

NumberOfUniformValuesToSum

Настраиваемый

Нет

# Mean — 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 Samples per frame.

Значения параметров Mean и Variance должны быть скалярами или иметь одинаковое количество столбцов.

Чтобы сгенерировать комплексный выходной сигнал с распределением Gaussian, установите для параметра Signal complexity значение Complex и укажите комплексное значение в параметре Mean. Для получения дополнительной информации см. описание параметра Signal complexity.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Source type значение Gaussian.

Поддержка комплексных чисел

Да

Значение по умолчанию

0

Имя для программного использования

Mean

Настраиваемый

Да

# Variance — 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 Samples per frame.

Значения параметров Mean и Variance должны быть скалярами или иметь одинаковое количество столбцов.

Чтобы сгенерировать комплексный выходной сигнал с распределением Gaussian, задайте для параметра Variance 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 Signal complexity.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Source type значение Gaussian.

Значение по умолчанию

1

Имя для программного использования

Variance

Настраиваемый

Да

# Minimum — 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 Samples per frame.

Например, если значение Minimum[0, 0, -3, -3] и Maximum[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 Minimum и Maximum должны быть скалярами или иметь одинаковое количество столбцов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Source type значение Uniform.

Значение по умолчанию

0

Имя для программного использования

Minimum

Настраиваемый

Да

# Maximum — 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 Samples per frame.

Например, если значение Minimum[0, 0, -3, -3] и Maximum[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 Minimum и Maximum должны быть скалярами или иметь одинаковое количество столбцов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Source type значение Uniform.

Значение по умолчанию

1

Имя для программного использования

Maximum

Настраиваемый

Да

# Repeatability — повторение вывода блока
Specify seed | Repeatable | Not repeatable

Details

Опция повторения вывода блока. Варианты для выбора:

  • Specify seed — блок использует начальное число, которое указано в параметре Initial seed, чтобы получить повторяющийся вывод для каждой симуляции.

  • Not repeatable — блок случайным образом выбирает начальное число и выдает другую псевдослучайную последовательность для каждой симуляции.

  • Repeatable

Значение по умолчанию

Not repeatable

Имя для программного использования

Repeatability

Настраиваемый

Нет

# Initial seed — 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 Repeatability значение Specify seed.

Значение по умолчанию

1

Имя для программного использования

InitialSeed

Настраиваемый

Да

# Sample mode — тип сигнала
Discrete | Continuous

Details

Тип сигнала. Варианты для выбора:

  • Discrete — дискретный сигнал.

  • Continuous — непрерывный сигнал.

Значение по умолчанию

Discrete

Имя для программного использования

SampleMode

Настраиваемый

Нет

# Sample time — период отсчетов выходных данных

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Sample mode значение Discrete.

Значение по умолчанию

1

Имя для программного использования

SampleTime

Настраиваемый

Нет

# Samples per frame — количество отсчетов на кадре

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Sample mode значение Discrete.

Значение по умолчанию

1

Имя для программного использования

SamplesPerFrame

Настраиваемый

Нет

# Output data type — тип выходных данных
Double

Details

Тип выходных данных.

Значение по умолчанию

Double

Имя для программного использования

OutputDataType

Настраиваемый

Нет

# Complexity — вещественный или комплексный сигнал
Real | Complex

Details

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

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

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

Например, если параметр Mean 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 Variance 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.

,

.

Значение по умолчанию

Real

Имя для программного использования

Complexity

Настраиваемый

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 Samples per frame 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.