实验一 随机序列的产生及数字特征估计
一、实验目的
1、学习和掌握随机数的产生方法;
2、实现随机序列的数字特征估计。
二、实验原理
1. 随机数的产生
随机数指的是各种不同分布随机变量的抽样序列(样本值序列)。进行随机信号仿真分析时,需要模拟产生各种分布的随机数。
在计算机仿真时,通常利用数学方法产生随机数,这种随机数称为伪随机数。伪随机数是按照一定的计算公式产生的,这个公式称为随机数发生器。伪随机数本质上不是随机的,而且存在周期性,但是如果计算公式选择适当,所产生的数据看似随机的,与真正的随机数具有相近的统计特性,可以作为随机数使用。
(0,1)均匀分布随机数是最最基本、最简单的随机数。(0,1)均匀分布指的是在[0,1]区间上的均匀分布,即U(0,1)。实际应用中有许多现成的随机数发生器可以用于产生(0,1)均匀分布随机数,通常采用的方法为线性同余法,公式如下:
(1.1)
序列为产生的(0,1)均匀分布随机数。
下面给出了上式的3组常用参数:
(1) ;
(2) (IBM 随机数发生器);
(3) (ran0);
normrnd函数用法由均匀分布随机数,可以利用反函数构造出任意分布的随机数。
定理1.1 若随机变量X具有连续分布函数FX(x),而R为(0,1)均匀分布随机变量,则有
(1.2)
由这一定理可知,分布函数为FX (x)的随机数可以由(0,1)均匀分布随机数按上式进行变换得到。
2. MATLAB 中产生随机序列的函数
(1) (0,1)均匀分布的随机序列
函数:rand
用法:x = rand(m,n)
功能:产生m×n 的均匀分布随机数矩阵。
(2) 正态分布的随机序列
函数:randn
用法:x = randn(m,n)
功能:产生m×n 的标准正态分布随机数矩阵。
如果要产生服从分布的随机序列,则可以由标准正态随机序列产生。
(3) 其他分布的随机序列
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