导语

  

内容提要

  

    空间信息论是研究信息获取一般规律的基本理论。本书系统地论述空间信息论的理论体系，内容包括：香农信息论基础；空间信息论的基本框架；单目标探测的距离信息和散射信息；多目标探测的距离信息和散射信息；传感器阵列的方向信息和散射信息；相控阵雷达的距离-方向信息和散射信息；目标检测的信息理论；雷达通信一体化的信息论建模及优化。本书的核心内容是探测信息的概念、目标检测定理和参数估计定理，还论述了空间信息论和雷达信号处理及通信理论的关系，对实际雷达系统设计有重要参考价值。
    本书概念清晰，结构严谨，内容属于国际前沿基础研究领域，可作为高等学校信息工程、计算机与控制工程专业本科生、研究生课程教材，也可供雷达、通信、声学、光学和计算机等相关领域的教学、科研及工程技术人员参考。

前言
符号表
第1章  绪论
  1.1  空间信息论的研究背景
  1.2  空间信息论研究的基本问题
  1.3  信息论在雷达探测系统中的前期研究工作
    1.3.1  距离信息
    1.3.2  以互信息和相对熵为测度的雷达波形设计
    1.3.3  信息论在雷达信号处理相关领域中的应用
    1.3.4  国内在信息论与雷达领域的研究工作
    1.3.5  作者研究团队在空间信息理论方面的研究工作
    1.3.6  空间信息论的理论意义和应用价值
  参考文献
第2章  信息论基础
  2.1  矩阵代数的相关知识
    2.1.1  特征值与特征向量
    2.1.2  矩阵的奇异值分解
    2.1.3  Hermitian矩阵
    2.1.4  Kronecker积
    2.1.5  矩阵求逆公式
  2.2  离散信源的熵
  2.3  条件摘与联合摘
    2.3.1  条件熵
    2.3.2  联合熵
    2.3.3  各类熵的关系
  2.4  互信息
    2.4.1  互信息定义
    2.4.2  互信息的性质
    2.4.3  条件互信息
    2.4.4  信息散度
    2.4.5  平均互信息
    2.4.6  多随机变量的互信息
    2.4.7  平均条件互信息
  2.5  连续随机变量
    2.5.1  连续信源的熵与平均互信息
    2.5.2  几种特殊分布连续信源熵
    2.5.3  限平均功率最大熵定理
    2.5.4  熵功率
  2.6  信道与信道容量
    2.6.1  信道模型
    2.6.2  信道分类
    2.6.3  连续信道分类
    2.6.4  加性噪声信道和容量
    2.6.5  加性高斯信道和容量
    2.6.6  多维无记忆加性高斯信道
    2.6.7  限频限功率高斯信道容量与香农信道容量公式
    2.6.8  香农信道编码定理
    2.6.9  MIMO信道及其容量
  2.7  本章小结
  参考文献
第3章  空间信息论的基本框架
  3.1  目标探测系统
    3.1.1  雷达探测系统的基本功能
    3.1.2  雷达发射信号及主要参数
    3.1.3  雷达目标散射的统计模型
  3.2  贝叶斯估计
    3.2.1  贝叶斯公式的密度函数形式
    3.2.2  贝叶斯估计和误差
    3.2.3  先验分布的确定
    3.2.4  似然原理
    3.2.5  无信息先验
  3.3  空间信息的概念及定量方法
    3.3.1  雷达目标探测系统模型
    3.3.2  空间信息的定义
  3.4  探测精度与空间信息
    3.4.1  目标探测系统的主要性能指标
    3.4.2  熵误差
  3.5  本章小结
  参考文献
第4章  单目标探测的距离信息和散射信息
  4.1  空间信息
    4.1.1  雷达探测系统模型
    4.1.2  雷达探测的等效通信系统模型
    4.1.3  空间信息的定义
  4.2  距离信息的计算
    4.2.1  恒模散射目标距离信息的计算
    4.2.2  复高斯散射目标距离信息的计算
    4.2.3  最大似然估计、均方误差和熵误差
    4.2.4  距离信息的近似表达式
  4.3  散射信息的计算
    4.3.1  恒模散射
    4.3.2  复高斯散射
  4.4  多普勒散射信息
    4.4.1  慢时间采样的系统模型
    4.4.2  多普勒散射信息
    4.4.3  多普勒散射信息的仿真结果
  4.5  参数估计定理
  4.6  本章小结
  参考文献
第5章  多目标探测的距离信息和散射信息
  5.1  多目标空间信息
    5.1.1  多目标系统模型
    5.1.2  多目标空间信息的定义
  5.2  多目标距离信息的计算
    5.2.1  恒模散射多目标的距离信息
    5.2.2  恒模散射多目标的距离信息上界
    5.2.3  复高斯散射多目标的距离信息
    5.2.4  复高斯散射多目标的克拉默-拉奥界
  5.3  多目标散射信息的计算
  5.4  距离分辨率
  5.5  本章小结
  参考文献
第6章  传感器阵列的方向信息和散射信息
  6.1  阵列信号处理基础
    6.1.1  窄带信号
    6.1.2  阵列天线的统计模型
  6.2  传感器阵列空间信息的定义
  6.3  单信源的方向信息
    6.3.1  恒模散射信源方向信息的计算
    6.3.2  复高斯散射信源方向信息的计算
    6.3.3  最大似然估计、均方误差和熵误差
    6.3.4  方向信息的近似表达式
  6.4  单信源的散射信息
    6.4.1  恒模散射信源
    6.4.2  复高斯散射信源
  6.5  多信源的空间信息
    6.5.1  方向信息
    6.5.2  散射信息
    6.5.3  角度分辨率
  6.6  本章小结
  参考文献
第7章  相控阵雷达的距离-方向信息和散射信息
  7.1  相控阵雷达系统模型
  7.2  相控阵雷达空间信息
    7.2.1  目标参数的统计模型
    7.2.2  探测信道的统计模型
    7.2.3  相控阵雷达空间信息的定义
  7.3  距离-方向信息的计算
    7.3.1  恒模散射目标的距离-方向信息
    7.3.2  复高斯散射目标的距离-方向信息
    7.3.3  最大似然估计
    7.3.4  克拉默-拉奥界与熵误差
  7.4  散射信息的计算
    7.4.1  恒模散射模型
    7.4.2  复高斯散射模型
  7.5  本章小结
  参考文献
第8章  目标检测的信息理论
  8.1  目标检测与奈曼-皮尔逊准则
  8.2  目标检测系统模型
  8.3  目标检测信息与空间信息
  8.4  目标检测信息的计算
    8.4.1  复高斯散射目标的检测信息
    8.4.2  单个复高斯散射目标的检测信息
    8.4.3  已知复高斯散射目标位置时的检测信息
    8.4.4  恒模散射目标的检测信息
    8.4.5  已知恒模散射目标位置时的检测信息
  8.5  检测信息准则的虚警概率和检测概率
    8.5.1  单个复高斯散射目标的虚警概率和检测概率
    8.5.2  已知复高斯散射目标位置时的虚警概率和检测概率
    8.5.3  恒模散射目标的虚警概率和检测概率
    8.5.4  已知恒模散射目标位置时的虚警概率和检测概率
  8.6  奈曼-皮尔逊检测器的虚警概率和检测概率
    8.6.1  复高斯散射目标奈曼-皮尔逊检测器的虚警概率和检测概率
    8.6.2  已知复高斯散射目标位置时奈曼-皮尔逊检测器的虚警概率和检测概率
    8.6.3  恒模散射目标奈曼-皮尔逊检测器的虚警概率和检测概率
    8.6.4  已知恒模散射目标位置时奈曼-皮尔逊检测器的虚警概率和检测概率
  8.7  奈曼-皮尔逊检测器的检测信息
  8.8  检测信息准则与奈曼-皮尔逊准则的比较
    8.8.1  两种准则检测信息的比较
    8.8.2  两种准则接收机工作特性的比较
  8.9  目标检测定理
  8.10  本章小结
  参考文献
第9章  雷达通信系统信息论建模及优化
  9.1  雷达通信系统的发展概况
  9.2  雷达获取信息的计算模型
    9.2.1  测距雷达的距离信息
    9.2.2  成像雷达的距离-方向信息
    9.2.3  雷达通信系统的联合设计
  9.3  雷达通信系统的功率分配
    9.3.1  高信噪比条件下测距雷达通信系统的优化设计方法
    9.3.2  成像雷达通信系统的优化设计方法
  9.4  仿真结果及分析
    9.4.1  测距雷达通信系统的距离信息
    9.4.2  成像雷达通信系统的距离-方向信息
  9.5  本章小结
  参考文献
附录  缩略词
索引