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【新书速荐】《Information-Theoretic Radar Signal Processing（信息论雷达信号处理）》

news 来源：原创 2025/5/9 16:02:04

引言

最近，由Yujie Gu 博士和 Yimin D. Zhang 教授主编的新书 Information-Theoretic Radar Signal Processing由 Wiley-IEEE Press 正式出版。

这是信息论雷达信号处理领域的首部专著，全书共分 14 章，汇集了来自学术界、工业界和政府机构的 41 位世界知名专家（其中 15 位为 IEEE Fellow）的最新研究成果。

Information-Theoretic Radar Signal Processing封面

绪论

信息论的起源可以追溯至 100 年前 Fisher、Nyquist和 Hartley等人的早期工作。Fisher首次将统计信息定义为统计样本方差的倒数，为信息论奠定了理论基础。Cramér和 Rao随后独立推导了这一概念，并利用它建立了参数估计方差的下界。因此，信息论从一开始就与信号处理有着天然的密切联系。

第二次世界大战后，信息论和信号处理均取得了显著进展。1948 年，Shannon 发表了具有里程碑意义的论文“A mathematical theory of communication”（《通信的数学理论》），标志着信息论的诞生。同年，电气电子工程师学会（IEEE）的前身无线电工程师学会（IRE）成立了第一个协会——信号处理协会（Signal Processing Society）。这一历史巧合更加突显了信息论与信号处理之间的深刻关联。

信息论的核心在于研究信息的通信，包括信息量化、源编码和信道编码。Shannon的卓越贡献催生了一个充满活力的学术领域，并促成了 1951 年 IEEE 信息论协会（Information Theory Society）的成立。他的理论遗产持续影响着通信、信息论和信号处理等领域的研究与发展。

在雷达领域，信息论的应用始于 20 世纪 50 年代初，代表性工作为Woodward 和Davies的研究。但与通信系统在合作环境中提取信息的目标不同，雷达系统需要在非合作环境中探测未知目标的信息（如距离、速度和角度）。这一核心差异导致信息论在雷达领域的应用较通信系统发展滞后。

信息论在雷达信号处理中的复兴始于 1988 年 Bell 的开创性论文，该文首次提出将互信息作为雷达波形设计的优化准则，以提高目标信息提取效率。这一突破性成果开启了信息论在雷达领域的新篇章，尤其是在多输入多输出（MIMO）雷达时代。2005年，Guo等人进一步揭示了信息理论中的互信息与估计理论中的最小均方误差之间的理论联系，为信息论在雷达中的应用提供了坚实的数学基础。

如今，信息论准则（如Fisher信息、Shannon熵、互信息和Kullback–Leibler散度）已成为自适应雷达系统的核心工具，在解决各种雷达信号处理问题中取得了重要进展。

Information-Theoretic Radar Signal Processing 一书系统阐述了信息论准则在雷达信号处理中的理论基础、方法和实际应用，重点聚焦该领域的重要前沿课题及最新研究成果。

全书章节目录如下：

1. Information-Theoretic Waveform Design for MIMO Radar Target Detection 1 Bo Tang, Jun Tang, and Petre Stoica

2. Multiple Alternative Hypotheses in Adaptive Radar Detection: An Information-Theoretic Approach 29 Pia Addabbo, Danilo Orlando, and Gaetano Giunta

3. Information-Theoretic Approaches to Radar Target Enumeration 57 Lei Huang and Hing Cheung So

4. Information-Theoretic Compressive Sensing for Time Delay Estimation 87 Yujie Gu, Nathan A. Goodman, and Yimin D. Zhang

5. Entropy-Enhanced One-Bit Compressive Sensing for DOA Estimation 123 Bin Liao, Qianhui You, and Peng Xiao

6. Information-Theoretic Methods for Waveform Design in Multistatic Radar Imaging 153 Zacharie Idriss, Raghu G. Raj, and Ram M. Narayanan

7. Statistical Information Theory in SAR and PolSAR Image Analysis 181 Alejandro C. Frery and Abraão D. C. Nascimento

8. Information Fusion and Target Tracking: Information-Theoretic Sensor Selection 217 Nianxia Cao, Pramod K. Varshney, Engin Masazade, and Sora Haley

9. Robust Filtering Under Minimum Error Entropy Criterion 251 Siyuan Peng, Lujuan Dang, Badong Chen, and Jose C. Principe

10. Dynamic Control of Radar Systems Using Information Rate 277 Bryan Paul and Daniel W. Bliss

11. Power Allocation Strategies for Localization in Distributed Multiple-Radar Architectures 313 Hana Godrich, Athina P. Petropulu, and H. Vincent Poor

12. Information-Theoretic Approach to Fully Adaptive Radar Resource Management 347 Kristine Bell, Chris Kreucher, and Muralidhar Rangaswamy

13. Information-Theoretic Limits of Integrated Sensing and Communications 375 Yifeng Xiong, Fuwang Dong, and Fan Liu

14. Ziv–Zakai Bound for Multisource DOA Estimation 405 Zongyu Zhang, Zhiguo Shi, and Arye Nehorai

特色与用途

● 系统性与实用性：本书从信息论的视角系统探讨雷达信号处理的相关主题，涵盖理论研究与实际应用，展示了如何利用信息论准则优化雷达系统设计与性能提升。

● 章节独立性强：全书章节独立性较高，读者可按需选择阅读特定内容。教师也可根据书中内容设计研究生课程或专题研讨会，灵活安排教学与研究活动。

● 广泛的读者群体：本书不仅是雷达信号处理领域研究人员的理想参考资料，同时也为从事信号处理相关理论与应用的科学家、工程师及研究生提供了宝贵的学习资源。书中介绍的信息论方法及其应用成果，同样适用于通信、声纳、语音处理以及生物医学工程等领域。

引用格式

Y. Gu and Y. D. Zhang (eds.), Information-Theoretic Radar Signal Processing, Wiley-IEEE Press, 2025.

获取方式

无法下载的读者，可以联系我！（方式见主页）

精装版和电子版

● Wiley官网链接：

https://www.wiley.com/en-kr/Information-Theoretic+Radar+Signal+Processing-p-9781394216925

● Amazon链接：

https://www.amazon.com/Information-Theoretic-Radar-Signal-Processing-Yujie/dp/1394216920

电子版免费下载（需所在单位购买相应数据库）

● Wiley Online Library 链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781394216956 ● IEEE Xplore 链接： https://ieeexplore.ieee.org/book/10783066

作者简介

Yujie Gu，博士，Aptiv公司高级雷达科学家；IEEE Transactions on Signal Processing编委（Associate Editor）和 IET Electronics Letters专题主编（Subject Editor-in-Chief）；IEEE信号处理协会传感器阵列和多通道（SAM）技术委员会委员，IEEE 信号处理协会信号处理理论与方法（SPTM）技术委员会委员；IEEE 高级会员。个人主页：https://sites.google.com/view/yujiegu

Yimin D. Zhang，博士，美国天普大学电子与计算机工程系副教授；IEEE Transactions on Signal Processing资深领域编委（Senior Area Editor）和 Signal Processing编委（Editor）；IEEE信号处理协会传感器阵列和多通道（SAM）技术委员会委员；EURASIP多传感器系统信号处理（SPMuS）技术领域委员会委员；IEEE 信号处理协会杰出讲师（DL）；IEEE Fellow，SPIE Fellow。个人主页：https://yiminzhang.com/

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