Permutationstest

Ein Permutationstest ist in der nichtparametrischen Statistik ein exakter Test, bei dem zufällige Stichprobenwiederholungen unter Annahme der Nullhypothese identischer Verteilungen gezogen werden, häufig mithilfe von Monte-Carlo-Simulationen. Basierend auf der daraus resultierenden Verteilung der Teststatistik wird bestimmt, wie wahrscheinlich die Teststatistik der Originaldaten unter der Nullhypothese ist. Mithilfe von Permutationstests kann beispielsweise untersucht werden, ob zwei Stichproben aus unterschiedlichen Verteilungen stammen (beispielsweise kann man die Differenz der Mittelwerte als Teststatistik auswerten). Die Nullhypothese ist, dass beide Stichproben der gleichen Verteilung entstammen (und die Differenz der Mittelwerte den Wert 0 annimmt). Gilt die Nullhypothese, dann können Datenpunkte von der einen Stichprobe in die andere getauscht werden (Permutation). Man erhält durch Permutieren Stichprobenwiederholungen und kann dann die entsprechende Teststatistik wiederholt berechnen und deren empirische Verteilung bestimmen. Aus dieser Verteilung leitet sich direkt der p-Wert der auf den beiden ursprünglichen Stichproben vorliegenden Teststatistik ab.Die Zahl der möglichen (sich nicht wiederholenden) Permutationen ist , wobei die jeweiligen Stichprobenumfänge sind. Da schnell sehr groß wird, beschränkt man sich typischerweise auf eine Monte-Carlo-Simulation, welche eine bestimmte Zahl zufälliger Permutationen zieht. Die Zahl der nötigen Permutationen kann durch Stoppregeln bestimmt werden. Ein Beispiel für einen Permutationstest zur Varianzanalyse ist .