高速系统设计

第1章 绪论

1.1 抖动、噪声和通信系统基础

1.1.1 什么是抖动、噪声和信号完整性

1.1.2 抖动和噪声如何影响通信系统的性能

1.1.2.1 误码机理

1.1.2.2 误码率

1.2 时序抖动、幅度噪声和信号完整性的根源

1.2.1 固有噪声和抖动

1.2.1.1 热噪声

1.2.1.2 散弹噪声

1.2.1.3 闪烁噪声

1.2.2 噪声转化为时序抖动

1.2.3 非固有噪声和抖动

1.2.3.1 周期性噪声和抖动

1.2.3.2 占空失真（DCD）

1.2.3.3 符号间干扰（ISI）

1.2.3.4 串扰

1.3 抖动、噪声的统计信号描述

1.3.1 峰-峰值和均方根RMS描述

1.3.2 抖动或噪声的概率密度函数及分量描述

1.4 抖动、噪声和BER的系统描述

1.4.1 参考基准选取的重要性

1.4.2 串行数据通信中的抖动传递函数

1.5 抖动、噪声、BER和信号完整性研究述评

1.6 全书概要

第2章 抖动、噪声及信号完整性的统计信号与线性理论A部分：概率，统计量和随机信号

2.1 随机变量及其概率分布

2.1.1 随机变量和概率

2.1.1.1 基本定义

2.1.1.2 联合概率

2.1.1.3 条件概率

2.1.1.4 统计独立性

2.1.2 概率分布函数

2.1.2.1 概率密度函数（PDF）

2.1.2.2 累积分布函数（CDF）

2.1.2.3 PDF和CDF之间的关系

2.1.2.4 多个相关变量的PDF

2.1.2.5 多维随机变量的PDF和CDF

2.1.2.6 独立变量的PDF和CDF

2.1.2.7 两个随机变量之和的PDF

2.2 统计估计

2.2.1 数学期望或均值

2.2.2 方差

2.2.3 矩

2.2.3.1 二阶中心矩与方差

2.2.3.2 三阶中心矩及偏度

2.2.3.3 四阶中心矩及峰度

2.2.4 切比雪夫不等式

2.2.5 相关性

2.3 采样与估计

2.3.1 采样估计与收敛

2.3.1.1 均值、均方差和峰-峰值估计

2.3.1.2 大数定理

2.3.1.3 估计量的收敛性

2.3.2 中心极限定理

2.4 随机过程与谱分析

2.4.1 随机过程的PDF和CDF

2.4.2 随机过程的统计估计量

2.4.3 几种随机过程形式

2.4.3.1 广义平稳随机过程（WSS）

2.4.3.2 狭义平稳随机过程

2.4.3.3 各态历经随机过程

2.4.3.4 不同随机过程之间的关系

2.4.4 信号功率和功率谱密度（PSD）

2.4.4.1 PSD的定义

2.4.4.2 PSD和维纳-辛钦定理B部分：线性系统理论

2.5 线性时不变系统

2.5.1 时域分析

2.5.2 频域分析

2.5.3 LTI系统的性质

2.5.3.1 交换律

2.5.3.2 分配律

2.5.3.3 结合律

2.5.3.4 级联性

2.6 LTI系统的统计估计量

2.6.1 均值

2.6.2 自相关函数

2.6.3 均方值

2.7 LTI系统的功率谱密度

2.7.1 输出的功率谱密度

2.7.2 输出自相关函数

2.8 小结

参考文献

第3章 抖动及噪声的根源、机理与数学模型

3.1 确定性抖动(DJ)

3.1.1 数据相关性抖动(DDJ)

3.1.1.1 基本理论

3.1.1.2 RCLTI系统的DDJ估计

3.1.1.3 仿真

3.1.1.4 占空失真

3.1.1.5 符号间干扰(IsI)

3.1.1.6 DDJ的通用模型

3.1.2 周期性抖动(PJ)

3.1.2.1 单PJ的PDF’

3.1.2.2 单PJ的频谱

3.1.2.3 双PJ的PDF

3.1.2.4 双PJ的频谱

3.1.2.5 多PJ(Ⅳ>2)的PDF’

3.1.2.6 多PJ(Ⅳ>2)的频谱

3.1.3 有界不相关抖动BUJ

3.1.3.1 BUJ的PDF

3.1.3.2 BUJ的频谱

3.2 随机抖动

3.2.1 高斯抖动

3.2.1.1 高斯分布的PDF

3.2.1.2 高斯抖动的PSD

3.2.2 高阶f抖动

3.2.2.1 f抖动的PDF

3.2.2.2 f的PSD

3.3 总抖动PDF与PSI)

3.3.1 总抖动的.PDF’

3.3.2 总抖动的PSD

3.4 小结

参考文献

第4章 抖动、噪声、误码率及相互关系

4.1 眼图和BER要点

4.2 总抖动PDF与各分量PDF的关系

4.2.1 总抖动的：PDF’

4.2.2 抖动PDF的卷积

4.2.3 眼图结构对应的抖动PDF

4.3 总噪声PDF与各分量PDF的关系

4.3.1 总幅度噪声的PDF’

4.3.2 噪声PDF的卷积

4.3.3 眼图结构对应的噪声PDF

4.4 时序抖动和幅度噪声的联合PDF

4.4.1 通用二维PDF

4.4.2 二维高斯分布

4.5 BER与抖动／噪声的关系

4.5.1 时序抖动和BER

4.5.2 幅度噪声和BER

4.5.3 抖动和噪声共同作用下的BER

4.6 小结

参考文献

第5章 统计域抖动及噪声的分离与分析

5.1 抖动分离的原因和目的

5.1.1 实际抖动分析及测试中的直接观测量

5.1.2 表征、诊断和调试中的需求

5.1.3 统计域中抖动分离方法概述

5.2 基于PDF的抖动分离

5.2.1 针对PDF的尾部拟合法

5.2.1.1 总抖动的PDF及其与DJPDF、和RJ.PDF的关系

5.2.1.2 算法实现

5.2.1.3 蒙特卡罗仿真

5.2.2 通过反卷积确定DJ的PDF

5.2.2.1 反卷积原理

第6章 时域、频域抖动及噪声分离与分析

第7章 时钟抖动

第8章 锁相环抖动及传递函数分析

第9章 高速链路抖动及信号完整性机理

第10章 高速链路抖动及信令完整性的建模与分析

第11章 高速链路抖动及信令完整性的测试与分析

第12章 总结与展望

索引

《高速系统设计：抖动、噪声与信号完整性》着重介绍了最新的抖动、噪声、误码（JNB）和信号完整性（SI）问题的解决方案，内容涉及理论、分析、方法和应用。《高速系统设计：抖动、噪声与信号完整性》讨论了链路部件和整个系统中的JNB及SI难题；论述了与JNB及SI有关的术语、定义、基本概念和产生根源；给出了最新的理论、分析、方法和实际对象，引导读者从最基本的数学、统计学、电路与系统模型出发直到最终应用。《高速系统设计：抖动、噪声与信号完整性》的重点在于研究时钟及串行数据通信中的应用问题，涵盖JNB及SI的仿真、建模、诊断、调试及一致性测试等。

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本书的主要内容包括：

JNB分量的分类、相互关系、测量依据和传递函数

JNB及各分量定量解析和建模中的统计及信号处理理论

抖动、噪声和BER：物理/数学基础及统计信号处理的观点

统计分布域、时域和频域的抖动分离技术

相位、周期性及周期间抖动及其关键相互关系

时钟产生及时钟恢复中的PLL抖动

高速链路系统中的抖动、噪声及Sl机理

抖动、噪声及SI的定量建模与分析

链路和系统的测试需求与技术

高速JNB及SI的发展趋势