CN109417763B - 一种信号传输方法、系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种信号传输方法、系统及装置。本申请方法包括：发射机获取设定长度的待传输信号段；发射机根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，并使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放；发射机将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机。本申请能够降低信号的PAPR，解决信号PAPR较高容易导致射频功率放大器输出信号失真的问题。

Description

一种信号传输方法、系统及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号传输方法、系统及装置。
背景技术
射频功率放大器是无线通信系统的重要组成部分，它将输入信号功率放大到适合无线信道传输的水平。射频功率放大器的效率影响通信系统的稳定性。然而，射频功率放大器不是一个线性的器件，在输入信号功率达到一定程度时，射频功率放大器的输出功率并不按照原来的线性特性输出，而低于原始的线性特性输出功率。图1示出了射频功率放大器的特性曲线，当输入信号幅值达到一定程度，射频功率放大器从线性区进入非线性区以及饱和区，此时将会造成信号带外频谱交调，信号失真等问题，影响信号的传输质量。
峰值平均功率比(Peak to Average Power Ratio，PAPR)定义了信号最大峰值功率与平均功率之比，PAPR较高的信号输入射频功率放大器时会很容易导致射频功率放大器的输出产生非线性失真，进而影响信号传输的准确性以及其他频段的无线信号的传输，同时也会导致系统工作效率和能源使用率降低。
发明内容
本申请提供一种信号传输方法、系统及装置，用以降低信号的PAPR，解决信号PAPR较高容易导致射频功率放大器输出信号失真的问题。
第一方面，本申请提供一种信号传输方法，所述方法包括：
发射机获取设定长度的待传输信号段；
所述发射机根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，并使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放；
所述发射机将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机。
由于发射机使用基于待传输信号段中信号功率计算出的缩放系数对该信号段中信号的幅度进行缩放，因而能够对应待传输信号的各个信号段，分别进行信号幅度的调整，使得待传输信号中信号幅度的调整与待传输信号的信号功率分布相适配，在整体上达到限制待传输信号的信号幅度，减小待传输信号的PAPR的效果，避免导致射频功率放大器输出信号失真的问题。同时发射机将该信号段对应的缩放系数与缩放后的该信号段发送给接收机，接收机便可以使用该缩放系数还原信号段，因而不影响信号的正常传输。
在一种可能的实现方式中，所述发射机将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，还包括：
所述发射机将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，
所述发射机对缩放后的信号段进行滤波；或者，
所述发射机将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
通过限幅，可以进一步地抑制信号段中信号的幅度，保证信号PAPR被降低；通过滤波，可以保证输出信号的频谱满足预设指标。
在一种可能的实现方式中，所述发射机将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，还包括：
所述发射机对所述缩放后的信号段执行N次缩放处理；所述缩放后的信号段为所述N次缩放处理中第1次缩放处理的输入信号段，所述N次缩放处理中第i次缩放处理的输出信号段为第i+1次缩放处理的输入信号段；N为大于零的正整数，i为大于零小于N的正整数；
所述N次缩放处理的每次缩放处理中，所述发射机执行以下过程：
根据该次缩放处理的输入信号段中信号的功率，计算该输入信号段对应的缩放系数，并使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
所述发射机将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机，包括：
所述发射机将所述信号段对应的缩放系数以及所述N次缩放处理中计算得到的共N个缩放系数相乘，得到乘积；
所述发射机将所述乘积和第N次缩放处理的输出信号段发送至接收机。
经过上述N个处理单元中的每个处理单元，被缩放后的信号段将得到进一步地缩放，因而，信号的PAPR得到了更进一步地抑制，更能够避免信号的PAPR较高导致射频功率放大器输出信号失真的问题。
在一种可能的实现方式中，所述使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放之后，还包括：
所述发射机将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，
所述发射机对缩放后的该输入信号段进行滤波；或者，
所述发射机将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
在一种可能的实现方式中，所述发射机根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，符合下述公式：
α＝2/(pmax+pmin)
其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
发射机使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放，包括：
所述发射机将所述信号段中信号的幅值乘以所述信号段对应的缩放系数。
第二方面，本申请提供一种信号传输方法，所述方法包括：
接收机接收发射机发送的信号段和所述信号段对应的缩放系数；其中，所述信号段为所述发射机使用所述缩放系数进行缩放后的信号段；
所述接收机使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
在本申请实施例中提供的信号传输系统中，由于发射机将信号段对应的缩放系数与缩放后的该信号段发送给接收机，因而接收机可以使用接收到的缩放系数对接收到的该信号段进行逆缩放，还原信号段，因而不影响信号的正常传输，同时信号的PAPR在发射机发送前能够被抑制，避免信号失真的问题。
在一种可能的实现方式中，所述接收机使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，包括：所述接收机将接收的所述信号段中信号的幅值除以所述缩放系数。
第三方面，本申请提供一种信号传输系统，所述系统包括：发射机和接收机；
所述发射机，用于获取设定长度的待传输信号段，根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，并使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放，将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至所述接收机；
所述接收机，用于接收发射机发送的信号段和所述信号段对应的缩放系数，其中，所述信号段为所述发射机使用所述缩放系数进行缩放后的信号段，以及使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
在一种可能的实现方式中，所述发射机还用于：在将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，
对缩放后的信号段进行滤波；或者，
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
在一种可能的实现方式中，所述发射机还用于：在将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，
对所述缩放后的信号段执行N次缩放处理；所述缩放后的信号段为所述N次缩放处理中第1次缩放处理的输入信号段，所述N次缩放处理中第i次缩放处理的输出信号段为第i+1次缩放处理的输入信号段；N为大于零的正整数，i为大于零小于N的正整数；
所述N次缩放处理的每次缩放处理中，所述发射机用于执行以下过程：
根据该次缩放处理的输入信号段中信号的功率，计算该输入信号段对应的缩放系数，并使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
所述发射机，具体用于：
将所述信号段对应的缩放系数以及所述N次缩放处理中计算得到的共N个缩放系数相乘，得到乘积；
将所述乘积和第N次缩放处理的输出信号段发送至所述接收机。
在一种可能的实现方式中，所述N次缩放处理的每次缩放处理中，所述发射机还用于：在使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放之后，
将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，对缩放后的该输入信号段进行滤波；或者，
将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
在一种可能的实现方式中，所述发射机根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，符合下述公式：
α＝2/(pmax+pmin)
其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
所述发射机，具体用于：将所述信号段中信号的幅值乘以所述信号段对应的缩放系数，得到缩放后的信号段。
在一种可能的实现方式中，所述接收机，具体用于：将接收的所述信号段中信号的幅值除以所述缩放系数，得到还原信号段。
由于该信号传输系统解决问题的原理以及有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的信号传输方法的实施方式以及所带来的有益效果、以及上述第二方面和第二方面的各可能的信号传输方法的实施方式以及所带来的有益效果，因此该信号传输系统的实施可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的信号传输方法的实施、以及上述第二方面和第二方面的各可能的信号传输方法的实施，重复之处不再赘述。
第四方面，本申请提供一种信号传输装置，所述装置部署在发射机，所述装置包括：
获取单元，用于获取设定长度的待传输信号段；
第一处理单元，用于根据所述获取单元获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，并使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
发送单元，用于将所述信号段对应的缩放系数和所述第一处理单元输出的信号段发送至接收机。
在一种可能的实现方式中，所述第一处理单元还用于：
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后输出；或者，对缩放后的信号段进行滤波后输出；或者，
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波后输出。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
N个处理单元，所述N个处理单元依次为第二处理单元到第N+1处理单元，所述第一处理单元输出的信号段为所述第二处理单元的输入信号段，所述N个处理单元中第i+1处理单元的输出信号段为第i+2处理单元的输入信号段；N为大于零的正整数，i为大于零小于N的正整数；
所述N个处理单元，用于对所述第一处理单元输出的信号段执行N次缩放处理；所述N个处理单元中的每个处理单元用于执行以下过程：
根据输入信号段中信号的功率，计算输入信号段对应的缩放系数，并使用输入信号段对应的缩放系数对输入信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
所述发送单元，具体用于：
将所述信号段对应的缩放系数以及所述N个处理单元中计算得到的共N个缩放系数相乘，得到乘积；
将所述乘积和所述N个处理单元中的第N处理单元的输出信号段发送至接收机。
在一种可能的实现方式中，所述N个处理单元中的每个处理单元，还用于：
将缩放后的输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后输出；或者，
对缩放后的输入信号段进行滤波后输出；或者，
将缩放后的输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波后输出。
在一种可能的实现方式中，所述第一处理单元根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，符合下述公式：
α＝2/(pmax+pmin)
其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
所述第一处理单元，具体用于：
将所述信号段中信号的幅值乘以所述信号段对应的缩放系数，得到缩放后的信号段。
在一种可能的实现方式中，所述N个处理单元中的每个处理单元根据输入信号段中信号的功率，计算输入信号段对应的缩放系数，符合下述公式：
α＝2/(pmax+pmin)
其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
所述N个处理单元中的每个处理单元，具体用于：
将输入信号段中信号的幅值乘以输入信号段对应的缩放系数，得到缩放后的信号段。
由于该信号传输装置解决问题的原理以及有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的信号传输方法的实施方式以及所带来的有益效果，因此该信号传输装置的实施可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的信号传输方法的实施，重复之处不再赘述。
第五方面，本申请提供一种信号传输装置，所述装置部署在接收机，所述装置包括：
接收单元，用于接收发射机发送的信号段和所述信号段对应的缩放系数；其中，所述信号段为所述发射机使用所述缩放系数进行缩放后的信号段；
逆缩放单元，用于使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
在一种可能的实现方式中，所述逆缩放单元，具体用于：将接收的所述信号段中信号的幅值除以所述缩放系数，得到还原信号段。
由于该信号传输装置解决问题的原理以及有益效果可以参见上述第二方面和第二方面的各可能的信号传输方法的实施方式以及所带来的有益效果，因此该信号传输装置的实施可以参见上述第二方面和第二方面的各可能的信号传输方法的实施，重复之处不再赘述。
第六方面，本申请提供一种发射机，该发射机包括：收发器、处理器和存储器；
所述收发器，用于在所述处理器的控制下收发信号；
所述处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，执行以下过程：
获取设定长度的待传输信号段；
根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，并使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放；
控制所述收发器将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机。
在一种可能的实现方式中，所述处理器还用于：在控制所述收发器将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，
对缩放后的信号段进行滤波；或者，
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
在一种可能的实现方式中，所述处理器还用于：在控制所述收发器将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，
对所述缩放后的信号段执行N次缩放处理；所述缩放后的信号段为所述N次缩放处理中第1次缩放处理的输入信号段，所述N次缩放处理中第i次缩放处理的输出信号段为第i+1次缩放处理的输入信号段；N为大于零的正整数，i为大于零小于N的正整数；
所述N次缩放处理的每次缩放处理中，所述处理器用于执行以下过程：
根据该次缩放处理的输入信号段中信号的功率，计算该输入信号段对应的缩放系数，并使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
所述处理器，具体用于：
将所述信号段对应的缩放系数以及所述N次缩放处理中计算得到的共N个缩放系数相乘，得到乘积；
控制所述收发器将所述乘积和第N次缩放处理的输出信号段发送至接收机。
在一种可能的实现方式中，所述N次缩放处理的每次缩放处理中，所述处理器，还用于：在使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放之后，
将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，对缩放后的该输入信号段进行滤波；或者，
将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
在一种可能的实现方式中，所述处理器根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，符合下述公式：
α＝2/(pmax+pmin)
其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
所述处理器，具体用于：
将所述信号段中信号的幅值乘以所述信号段对应的缩放系数，得到缩放后的信号段。
由于该发射机解决问题的原理以及有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的信号传输方法的实施方式以及所带来的有益效果，因此该发射机的实施可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的信号传输方法的实施，重复之处不再赘述。
第六方面，本申请提供一种接收机，该接收机包括：收发器、处理器和存储器；
所述收发器，用于接收发射机发送的信号段和所述信号段对应的缩放系数；其中，所述信号段为所述发射机使用所述缩放系数进行缩放后的信号段；
所述处理器，用于使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
在一种可能的实现方式中，所述处理器，具体用于：
将接收的所述信号段中信号的幅值除以所述缩放系数，得到还原信号段。
由于该接收机解决问题的原理以及有益效果可以参见上述第二方面和第二方面的各可能的信号传输方法的实施方式以及所带来的有益效果，因此该接收机的实施可以参见上述第二方面和第二方面的各可能的信号传输方法的实施，重复之处不再赘述。
附图说明
图1为射频功率放大器的特性曲线；
图2为传统无线信号传输系统的结构示意图；
图3为本申请一些实施例提供的信号传输系统的结构示意图；
图4为本申请一些实施例中部署在发射机的信号传输装置的结构示意图；
图5为本申请一些实施例提供的信号传输系统在实际应用中的示例结构示意图；
图6为本申请一些实施例提供的信号传输系统应用在实验场景下信号频谱性能示意图；
图7为本申请一些实施例提供的发射机侧的信号传输方法的流程示意图；
图8为本申请一些实施例提供的接收机侧的信号传输方法的流程示意图；
图9为本申请一些实施例提供的发射机的结构示意图；
图10为本申请一些实施例提供的接收机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。
在传统无线信号传输系统中，主要由射频功率放大器将输入信号功率放大到适合无线信道传输的水平。比如图2示出了传统无线信号传输系统的结构示意图。
如图2所示，传统发射机200中，信号源201发出的基带信号经过调制器202调制后，由上采样器203插值到所需的工作时钟，通过滤波器204进行滤波，由上变频器205将信号搬移至中频，再由发射器206将信号调制到适用的频段并放大至合适的功率后，传输至接收机210。发射器206中的器件包含有射频电路，例如驱动、混频器、射频功率放大器、以及天线等模拟设备。
相应地，传统接收机210中，接收器211的功能是将接收到的信号调制到中频或基带后由后端模块进行解调。接收器211中的器件包含有天线、混频器、驱动等模拟设备。下变频器212将信号搬移至合适工作频段，由滤波器213对信号进行滤波后，下采样器214将插值到所需的工作时钟后，由解调器215解调，得到基带信号。
应当理解的是，图2所示的发射机200的部件以及接收机210的部件中，可根据需要进行调整和增减。
PAPR表示信号的峰值功率与平均功率的比值。假设无线信号表示为s(n)，n＝1,2,…,M，PAPR可由下式计算得到：
Figure GDA0002475212890000071
PAPR较高意味着信号的峰值功率较大，在发射机中，PAPR较高的信号输入射频功率放大器时，将可能会进入非线性区或者饱和区，因而将造成输出信号的三阶、五阶、七阶等交调分量，影响其他频段信号的传输(信号带外频谱交调)；同时输出信号放大程度会产生失真，影响接收机侧信号的接收质量(信号失真)；此外，若信号幅度的最大值较大，还需要数模转换器(Digital to analog converter，DAC)能够支持的动态范围大，成本较高。
因而，为了保证发射机中射频功率放大器的工作效率，减小射频功率放大器中的回退(backoff)，需要能够减小输入射频功率放大器的信号的PAPR。
为了降低信号的PAPR，解决信号PAPR较高容易导致射频功率放大器输出信号失真的问题，本申请实施例提出一种信号传输方法、系统及装置。
在本申请一些实施例所提出的信号传输方案中，发射机将待传输的信号分段进行处理，对每个待传输的信号段，使用该信号段对应的缩放系数进行信号幅度的缩放，再将该信号段对应的缩放系数与缩放后的该信号段发送给接收机，接收机使用该缩放系数对所接收到的该信号段进行逆缩放，还原信号段。因而可以看到，由于发射机能够对待传输信号的各个信号段，分别进行信号幅度的调整，从而使得待传输信号中信号幅度的调整与待传输信号的信号功率分布相适配，在整体上实现限制待传输信号的信号幅度，减小待传输信号的PAPR的效果，避免射频功率放大器输出信号失真的问题；同时由于发射机将缩放后的信号段与该信号段对应的缩放系数发送给接收机，接收机可以使用该缩放系数还原出该信号段，因而也不会影响信号的正常传输。
图3示出了本申请一些实施例所提供的信号传输系统的结构示意图。
如图3所示，该传输系统中包括有发射机301和接收机303；发射机301中包括有本申请一些实施例提供的部署在发射机的信号传输装置302；接收机303中包括有本申请一些实施例提供的部署在接收机的信号传输装置304；
具体地，信号传输装置302中包括有用以对输入该装置的信号进行处理和输出的各功能单元。如图3所示，信号传输装置302中包括有：获取单元3021、第一处理单元3022以及发送单元3023；
相应地，信号传输装置304中也包括有用以对输入该装置的信号进行处理和输出的各功能单元。如图3所示，信号传输装置304中包括有：接收单元3041以及逆缩放单元3042。
图3中还示出了与如图2所示传统结构相应的部件，比如发射机301中还包括有信号源201、调制器202、上采样器203、滤波器204；接收机303中还包括有滤波器213、下采样器214、解调器215。
此外，尽管未在图3中示出，信号传输装置302中的发送单元3023具体可包括有如图2所示传统结构中的上变频器205、发射器206等部件；信号传输装置304中的接收单元3041具体可包括有接收器211、下变频器212等部件。
应当理解的是，图3所示的发射机301的部件以及接收机303的部件中，也可根据需要进行调整和增减。
如图3所示的信号传输系统具体可以是支持在发射机和接收机侧对所传输的信号进行变换处理的通信系统，比如微波传输系统、光传输系统等。
具体地，发射机301和接收机303可以由独立的物理设备实现，比如可以由具有收发器、处理器以及存储器的物理设备实现。
如图3所示，发射机301中，信号源201发出的基带信号经过调制器202调制，得到信号X(k)，信号X(k)由上采样器203插值到所需的工作时钟，得到信号Xup(n)，信号Xup(n)通过滤波器204进行滤波，得到信号X(n)，信号X(n)输入到本申请一些实施例所提供的部署在发射机的信号传输装置302中进行处理后，传输至接收机303；
接收机303中，接收到的信号先由本申请一些实施例所提供的部署在接收机的信号传输装置304中进行处理后，再输入到滤波器213中进行滤波，由下采样器214插值到所需的工作时钟后，由解调器215解调得到基带信号。
具体地，信号传输装置302以及信号传输装置304中用以对输入信号进行处理和输出的各功能单元，均可以通过硬件、软件编程或软硬件的组合来实现，硬件可包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路。
比如，发射机301的存储器中可以存储有用以实现信号传输装置302各功能单元的程序，程序中包括指令，处理器通过读取存储器中存储的相关指令，并控制收发器发送信号，可实现信号传输装置302的功能；
相应地，接收机303的存储器中可以存储有用以实现信号传输装置304各功能单元的程序，程序中包括指令，处理器通过读取存储器中存储的相关指令，并控制收发器接收信号，可实现信号传输装置304的功能。
具体地，在本申请的一些实施例中，部署在发射机301的信号传输装置302中的获取单元3021可用于获取设定长度的待传输信号段。
如图3所示，滤波器输出的信号X(n)可认为是待传输的信号，获取单元3021可对滤波器输出的信号X(n)进行采样，来获取设定长度的待传输信号段。比如，设定长度由采样点的个数来表示，获取单元3021可按照设定时间间隔对待传输的信号进行采样，并对采样点进行计数，每采样得到M个采样点以后，将这M个采样点作为一个设定长度的待传输信号段，并重新开始计数。M为大于零的正整数。
具体地，样点数M可以根据不同信号源所发出信号的特征，以及预设的不同的PAPR抑制目标等参数进行配置。
获取单元3021获取到设定长度的待传输信号段后，第一处理单元3022便可以根据该信号段中信号的功率，计算该信号段对应的缩放系数，并使用该信号段对应的缩放系数对该信号段中信号的幅值进行缩放后输出到发送单元3023。
进而，发送单元3023可以将该信号段对应的缩放系数和第一处理单元3022输出的信号段发送至接收机，以使得接收机能够基于所接收到的缩放系数对所接收到的信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
由于发射机使用基于待传输信号段中信号功率计算出的缩放系数对该信号段中信号的幅度进行缩放，因而能够对应待传输信号的各个信号段，分别进行信号幅度的调整，使得待传输信号中信号幅度的调整与待传输信号的信号功率分布相适配，在整体上达到限制待传输信号的信号幅度，减小待传输信号的PAPR的效果，避免导致射频功率放大器输出信号失真的问题。同时发射机将该信号段对应的缩放系数与缩放后的该信号段发送给接收机，接收机便可以使用该缩放系数还原信号段，因而不影响信号的正常传输。
可以看到，尽管信号在不同时刻特性可能会存在差异，由于在本申请一些实施例所提供的信号传输方案中，发射机对待传输的信号进行了分段处理的方式，即获取设定长度的信号段后进行处理，因而，能够针对不同的信号段确定出该信号段对应的缩放系数，并使用该缩放系数进行缩放，因而能够实时地针对不同特性的信号段进行相应的缩放处理，使得待传输信号中信号幅度的调整与待传输信号的信号功率分布相适配，在整体上达到限制待传输信号的信号幅度，减小待传输信号的PAPR的效果。
具体地，在本申请的一些实施例中，第一处理单元3022可以通过以下公式来计算信号段对应的缩放系数：
α＝2/(pmax+pmin)；
其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率。
具体地，第一处理单元3022在使用上述公式计算信号段对应的缩放系数时，可以通过对该信号段中信号的功率逐个进行读取，从而确定出该信号段的最大功率值和最小功率值。
进一步地，第一处理单元3022使用该信号段对应的缩放系数对该信号段中信号的幅值进行缩放，具体可以是将所述信号段中信号的幅值乘以所述信号段对应的缩放系数，得到缩放后的信号段。
上述通过对待传输信号进行分段缩放处理以整体上达到限制待传输信号的信号幅度，减小待传输信号的PAPR的效果、以及上述缩放系数的计算公式，是基于使得信号PAPR最小的目的进行建模求解得到的结论，建模及求解过程具体如下：
为使信号的PAPR最小化，设计模型||Ax-u||∞，并使min||Ax-u||∞。其中，||x(n)||∞表示无穷范数：||x(n)||∞＝max{x(1) x(2) … x(N)}，A为矩阵，u表示如下：
Figure GDA0002475212890000101
每个待降PAPR的信号可表示为x[k]＝|x[k]|eiθ。
可以看到，如果信号的幅值都变为1，即只保留eiθ部分，则信号的PAPR为最优，幅值(功率)全为1。即A＝diag(1/|x[1]|,…,1/|x[n]|)时信号的PAPR达到最优，但此时信号冗余量太大，进而考虑将矩阵A退化为一个数，并将信号分段。
假设信号x总长度为m，分段后的每个信号段包括n个信号，信号x被分为m/n段。若信号x长度为无穷长，则可规定每段长度，每n个样点分为一段，段数为无穷段，直至信号源不发数为止。
进而，模型||Ax-u||∞可转换为对每个信号段求一个数αk使得该信号段中的信号与u的差异极小化的优化模型：
Figure GDA0002475212890000102
考虑到x的各个分量与u具有相同的相位，结合向量无穷范数定义，则可将上述优化模型简化表达为：
Figure GDA0002475212890000103
其中，α为一个标量(相当于上述退后的矩阵A，用于对信号幅度进行缩放来优化信号的PAPR)，e表示如下：
Figure GDA0002475212890000104
根据无穷范数定义有：||α|x|-e||∞＝max{α|x|max-1,1-α|x|min}
为使得||α|x|-e||∞极小化，可令α|x|max-1＝1-α|x|min；
从而可以得到：
Figure GDA0002475212890000111
根据上述建模与求解的过程可以看到，对待传输信号进行分段，并对各个信号段计算相应的α，再使用对各个信号段计算得到的α分别对各个信号段进行加权(如直接相乘)，尽管对于单个信号段而言，计算所得到的α有可能能够直接使该信号段中信号的幅度得到缩小，也有可能会出现计算所得到的α使得该信号段中信号的幅度被放大，但由于上述求解结果是对min||Ax-u||∞进行求解得到的结果，因而该结果能够使得待传输信号的PAPR最小化，即在整体上能够达到限制待传输信号的信号幅度，降低待传输信号PAPR的效果。
基于上述分析，在本申请的一些实施例中，由于对待传输信号中的每个信号段，第一处理单元3022都可以使用上述公式计算出该信号段对应的缩放系数，并将该信号段中信号的幅值乘以该信号段对应的缩放系数，来实现对该信号段中信号幅度的缩放，因而能够使得待传输信号中信号幅度的调整与待传输信号的信号功率分布相适配，在整体上达到限制待传输信号的信号幅度，减小待传输信号的PAPR的效果，避免导致射频功率放大器输出信号失真的问题。
进一步地，在本申请的一些实施例中，为了进一步地达到抑制信号段中信号幅度的效果，第一处理单元3022可以将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为预设门限后，再输出给发送单元3023。
具体比如，上述限幅处理可以通过限幅电路实现，限幅电路可设置限幅门限为τ，缩放后的信号段通过该限幅电路后，幅度超过τ的信号的幅度将被限制为τ，同时相位保持原相位不变。
在本申请又一些实施例中，为了保证输出信号的频谱满足预设指标，第一处理单元3022可以对缩放后的信号段进行滤波后，再输出给发送单元3023。
具体比如，上述滤波处理可以通过低通滤波器实现，低通滤波器的通带带宽与信号带宽一致，带外抑制比不低于原信号的抑制比，缩放后的信号段通过该低通滤波器进行滤波后输出。
相应地，在本申请又一些实施例中，第一处理单元3022可以将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为预设门限，再进行滤波后，输出给发送单元3023。
进一步地，考虑到通过第一处理单元3022的上述处理能够使得信号段的PAPR得到一次降低，为了强化降低PAPR的效果，在本申请的一些实施例中，信号处理装置302还可以包括有N个处理单元，这N个处理单元可依次表示为第二处理单元到第N+1处理单元；
其中，这N个处理单元中第i+1处理单元的输出信号段为第i+2处理单元的输入信号段；N为大于零的正整数，i为大于零小于N的正整数；上述第一处理单元3022输出的信号段可输入到第二处理单元中，通过这N个处理单元再次进行N次缩放处理，以进一步地降低该信号段的PAPR。
具体比如，在图3所示示例的基础上，图4示出了本申请一些实施例所提供的信号传输装置的结构示意图，该信号传输装置400的结构示例中包括有图3所示的获取单元3021和第一处理单元3022，并进一步地包括有N个处理单元(第二处理单元4011到第N+1处理单元401N)，同时包括有进行相应调整的发送单元402。
具体地，为了实现进一步缩放第一处理单元输出的信号段，以抑制PAPR，如图4所示的N个处理单元中的每个处理单元都可以执行与第一处理单元3022类似的流程。
比如，以第i+1处理单元401i为例，该处理单元可执行以下过程：根据该处理单元输入信号段中信号的功率，计算输入信号段对应的缩放系数，并使用输入信号段对应的缩放系数对输入信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
具体处理可与前述第一处理单元类似，根据输入信号段中信号的功率，使用公式α＝2/(pmax+pmin)计算输入信号段对应的缩放系数，pmax表示输入信号段中信号的最大功率，pmin表示输入信号段中信号的最小功率；进而，将输入信号段中信号的幅值乘以输入信号段对应的缩放系数，得到缩放后的信号段。
可以看到，第一处理单元3022输出的信号段经过这N个处理单元(4011-401N)中的每个处理单元都进一步地进行了缩放，因而，第N处理单元输出的信号段是第一处理单元3022再次进行了N次缩放后的信号段，因而，PAPR得到了更进一步地抑制，更能够避免信号的PAPR较高导致射频功率放大器输出信号失真的问题。
具体地，考虑到信号的连续性，上述N各处理单元的各个处理单元获取输入信号段的方式可以与获取单元3021获取设定长度的待传输信号段的方式相同，比如第二处理单元可以对第一处理单元3022输出的信号按照与获取单元3021同步的方式进行采样，并对采样点进行计数，每采样得到M个采样点以后，将这M个采样点作为输入信号段，并重新开始计数；第i+1处理单元可以对第i处理单元输出的信号按照相同的方式进行采样，得到输入信号段。
由于每个处理单元都在各自的缩放处理过程中确定出相应的缩放系数，并使用所确定出的缩放系数对输入信号段进行缩放，因而，为了使得接收机能够正确地还原信号段，如图4所示的发送单元402可以将第一处理单元3022所计算得到的缩放系数以及这N个处理单元中所计算得到的共N个缩放系数相乘，得到乘积，再将该乘积和这N个处理单元中的第N处理单元的输出信号段发送至接收机，以使得接收机能够根据所接收到的乘积对所接收到的信号段进行逆缩放，还原信号段。
比如，假设第一处理单元3022计算得到的缩放系数为α1，这N个处理单元中的第i+1处理单元计算得到缩放系数为αi+1，发送单元402将所有的缩放系数相乘，可以得到Α＝α1α2…αN+1，进而可发送A到接收机，以使接收机使用A对接收到的相应的信号段进行逆缩放。
进一步地，与前述实施例所描述的第一处理单元3022类似地，在本申请的一些实施例中，这N个处理单元中的各个处理单元也可以将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为预设门限后，再输出。
在本申请又一些实施例中，这N个处理单元中的各个处理单元也可以对缩放后的信号段进行滤波后，再输出。
相应地，在本申请又一些实施例中，这N个处理单元中的各个处理单元也可以将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为预设门限，再进行滤波后输出。
具体地，在如图3所示的信号传输系统示例中，基于部署在发射机301中的信号传输装置302的上述处理过程，部署在接收机303的信号传输装置304中的接收单元3041可接收发射机301发送的信号段和信号段对应的缩放系数；该信号段即为发射机301使用该缩放系数进行缩放后的信号段，进而逆缩放单元3042可使用该缩放系数对所述信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
基于上述信号传输装置302中对信号段的缩放处理过程，部署在信号传输装置304中的逆缩放单元3042具体可将所接收的该信号段中信号的幅值除以该缩放系数，从而得到还原信号段。
具体地，接收单元3041所接收到的缩放系数，即为信号传输装置304中第一处理单元3022计算得到的缩放系数α；或者，考虑到如图4所示的信号传输装置400还可进一步地包括有多个处理单元，对应于信号传输装置400，接收单元3041所接收到的缩放系数即为上述信号传输装置400中计算第一处理单元与各个处理单元计算得到的缩放系数的乘积A。
通过以上描述可以看出，在本申请实施例中提供的信号传输系统中，发射机对待传输的信号分段进行处理，并对每个待传输的信号段，使用基于该信号段中信号功率计算出的缩放系数对该信号段中信号的幅度进行缩放，因而能够对应待传输信号的各个信号段，分别进行信号幅度的调整，使得待传输信号中信号幅度的调整与待传输信号的信号功率分布相适配，在整体上达到限制待传输信号的信号幅度，减小待传输信号的PAPR的效果，避免导致射频功率放大器输出信号失真的问题。同时发射机将该信号段对应的缩放系数与缩放后的该信号段发送给接收机，接收机便可以使用该缩放系数还原信号段，因而不影响信号的正常传输。
基于前文的描述，并考虑到信号传输的连续性，图5示出了本申请一些实施例所提供的信号传输系统在实际应用中的一个示例结构示意图。
如图5所示，部署在发射机501中的信号传输装置503中包括有N+1个处理模块(530-53N)，以及发送模块5032；每个处理模块53i中都包括有信号分段器53i1、分段搜索器53i2、缩放器53i3，限幅器53i4、以及滤波器53i5；发送模块5032中包括有上变频器205以及发射器206。
这里，处理模块531中的信号分段器5301相当于上述实施例中的获取单元3021，分段搜索器5302和缩放器5303相当于上述实施例中的第一处理单元3022，限幅器5304和滤波器5305相当于上述实施例中的第一处理单元3022中可进一步包含的功能部件；第二个处理模块531到第N个处理模块53N则相当于上述实施例中的N个处理单元；发送模块5032相当于上述实施例中的发送单元402。
相应地，部署在接收机502中的信号传输装置504中包括有接收模块541和逆处理模块542；接收模块541中包括有接收器211、下变频器212、以及信号分段器5411；逆处理模块542中包括有逆缩放器5421。
这里，接收模块541相当于上述实施例中的接收单元3041，逆处理模块542相当于上述实施例中的逆缩放单元3042。
为了完整示出信号传输过程，如图5所示的发射机501中还包括有如图2所示传统发射机中的相应部件：信号源201、调制器202、上采样器203以及滤波器204；接收机502中还包括有滤波器213、下采样器214以及解调器215。
如图5所示，滤波器204输出信号X(n)首先输入第一个处理模块530：
信号分段器5301对输入信号X(n)进行分段，得到待缩放处理的信号段，信号分段器5301具体可以是对输入信号X(n)进行采样，并计数，每个信号段的样点数为m个(其中，m可根据不同信号特征、不同PAPR抑制目标，配置为不同的值)。若信号长度为无穷长，则每n个样点分为一个信号段，段数为无穷段，直至信号源不发数为止；
信号分段器5301每得到一个信号段，分段搜索器5302便可以搜索该信号段中的最大功率值和最小功率值，具体可通过对该信号段中信号的幅度采取逐个比较的方式实现，假设搜索得到最大功率值pmax、最小功率值pmin；
进而，缩放器5303可以使用公式α＝2/(pmax+pmin)计算该信号段对应的缩放系数α，并将该信号段中信号的幅度均乘以计算得到的该缩放系数α，输出缩放后的信号段；
限幅器5304可用于设置限幅门限τ，若缩放后的信号段中有信号的幅度超过τ，则将这些信号的幅度设置为τ，相位保持原相位不变；滤波器5305则用于进一步地对限幅后的信号段进行滤波，滤波器5305具体可以是低通滤波器通带带宽与信号带宽一致，带外抑制比不低于原信号的抑制比；
滤波器5305滤波后的信号段，输入第二个处理模块531；第二个处理模块531到第N个处理模块53N中的每个处理模块都用于对上一个处理模块的输出信号段再次进行缩放、限幅以及滤波的处理；如图5所示，每个处理模块中滤波输出的信号段通过下一个处理模块将再次被缩放、限幅并滤波。
考虑到信号为连续传输，在这N个处理模块531-53N中的每个处理模块中均设置有信号分段器，用以同步获取上一个处理模块530的输出信号段，每个处理模块中的分段搜索器用于确定该处理模块的输入信号段中信号的最大功率值和最小功率值，进而得到该处理模块缩放信号段的缩放系数。
可以看到，第一个处理模块530中输出的信号段通过这N个处理模块相当于进行了N次缩放、限幅和滤波的迭代处理，进而第N+1个处理模块53N输出信号段的PAPR能够被极小化；
具体地，考虑到实际应用，这里的N可以取值为3或4等。
进一步的，尽管图5中未示出，由于上述N+1个处理模块中分别对应有N+1个缩放系数，在图5所示的发送模块5032中还可以包括有运算器，用于将上述N+1个处理模块对应的共N+1个缩放系数相乘得到乘积；
发送模块5032进而可以通过上变频器205以及发射器206将该乘积将与第N个处理模块滤波输出的信号段发送至接收机502；
相应地，在接收机502侧，信号分段器5411同步接收信号段，每个信号段采样点数为m个(m取值与发射端一致)；逆缩放器5421则用于将每段的信号除以所接收到的对应该段信号的乘积A，这里的A为发射机传输至接收机的已知信号，从而得到还原信号。
为了更清楚地说明本申请上述实施例所提供的信号传输系统在实际信号传输中所能取得的有益效果，下面将以如图5所示的本申请一些实施例所提供的信号传输系统，应用在待传输信号为微波单载波信号、符号速率50M、调制模式为16正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)的实验场景下的结果数据进行说明。
具体地，在该实验场景中，采样点数m被设置为20个，并设置有3个如图5所示的处理模块53i，用于对输入信号X(n)进行3次迭代的缩放处理，限幅门限τ被设置为1.5；
具体地，原始的待传输信号的PAPR测量值为8.1dB，该原始的待传输信号在通过由上述参数所配置的如图5所示信号传输系统中发射机后，输出的信号的PAPR测量值为4.4dB，可以看到，待传输信号通过基于上述参数配置的本申请一些实施例所提供的发射机后，信号的PAPR抑制程度达到了3.7dB；
同时，误差矢量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)性能为1.50％，能够满足微波系统应用。其中，EVM代表了失真性能，EVM值越大，说明发明引入的失真越大。在微波系统中，为了避免对接收信号造成影响，EVM需要限制在1.50％以内。因而，可以看到，待传输信号通过基于上述参数配置的本申请一些实施例所提供的发射机后，失真较小，能够满足系统应用指标；
进一步地，图6示出了本申请一些实施例所提供的信号传输系统应用在该实验场景下各信号的频谱性能示意图。其中，线(1)为原始的待传输信号的信号频谱，线(2)为通过基于上述参数配置的本申请一些实施例所提供的发射机处理后输出信号的信号频谱，线(3)为频谱模板。可以看出，本申请一些实施例所提供的发射机处理后的输出信号，信号频谱未产生劣化，与原频谱基本一致，因而可满足频谱模板。
基于本申请上述实施例所提供的信号传输系统，图7示出了本申请一些实施例提供的信号传输方法的流程示意图，该流程可实现在发射机侧，发射机中用以执行该流程的功能单元可通过硬件、软件编程或者软硬件的结合实现。
比如，图3所述信号传输系统中的发射机301可用于实现如图7所示的方法流程，并具体可由部署在发射机301中的信号传输装置302执行。
如图7所示，该流程包括如下步骤：
步骤701：发射机获取设定长度的待传输信号段；
步骤702：发射机根据所获取到的信号段中信号的功率，计算该信号段对应的缩放系数，并使用该信号段对应的缩放系数对该信号段中信号的幅值进行缩放；
步骤703：发射机将该信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机。
参照前文对图3所示的本申请一些实施例所提供的信号传输系统中发射机301的相关描述，在本申请的一些实施例中，发射机将该信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，还可以将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为预设门限；或者，可以对缩放后的信号段进行滤波；或者，可以将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为预设门限后，再进行滤波。
进一步地，参照前文对图3所示的本申请一些实施例所提供的信号传输系统中发射机301以及对图4所示的本申请一些实施例所提供的部署在发射机的信号传输装置400的相关描述，在本申请的一些实施例中，发射机将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，还可以进一步地对缩放后的信号段执行N次缩放处理；
其中，缩放后的信号段为这N次缩放处理中第1次缩放处理的输入信号段，这N次缩放处理中第i次缩放处理的输出信号段为第i+1次缩放处理的输入信号段；N为大于零的正整数，i为大于零小于N的正整数；
在这N次缩放处理的每次缩放处理中，发射机可执行以下过程：
根据该次缩放处理的输入信号段中信号的功率，计算该输入信号段对应的缩放系数，并使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
进而，通过这N次缩放处理后，发射机可以将该信号段对应的缩放系数以及这N次缩放处理中计算得到的共N个缩放系数相乘，得到乘积；进而将所述乘积和第N次缩放处理的输出信号段发送至接收机。
与前述实施例描述类似地，在这N次缩放处理的每次缩放处理中，发射机使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放之后，还可以将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为预设门限；或者，可以对缩放后的该输入信号段进行滤波；或者，可以将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
具体地，在本申请的一些实施例中，发射机根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，符合下述公式：
α＝2/(pmax+pmin)
其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
进而，发射机使用信号段对应的缩放系数对该信号段中信号的幅值进行缩放，具体可以是将该信号段中信号的幅值乘以该信号段对应的缩放系数。
具体地，基于同一发明构思，本申请一些实施例所提供的信号传输方法解决问题的原理以及有益效果可以参见本申请上述实施例所提供的信号传输系统的实施方式以及所带来的有益效果，该方法的实施可以参见上述系统实施例中的相关实施，重复之处不再赘述。
基于相同的技术构思，图8示出了本申请又一些实施例提供的信号传输方法的流程示意图，该流程可实现在接收机侧，接收机中用以执行该流程的功能模块可通过硬件、软件编程或者软硬件的结合实现。
比如，图3所述信号传输系统中的接收机303可用于实现如图8所示的方法流程，并具体可由部署在接收机303中的信号传输装置304执行。
如图8所示，该流程包括如下步骤：
步骤801：接收机接收发射机发送的信号段和该信号段对应的缩放系数；其中，该信号段为所述发射机使用该缩放系数进行缩放后的信号段；
步骤802：接收机使用该缩放系数对该信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
参照前文对图3所示的本申请一些实施例所提供的信号传输系统中接收机303的描述，接收机使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，具体可以是将接收的该信号段中信号的幅值除以该缩放系数。
具体地，基于同一发明构思，本申请一些实施例所提供的信号传输方法解决问题的原理以及有益效果可以参见本申请上述实施例所提供的信号传输系统的实施方式以及所带来的有益效果，该方法的实施可以参见上述系统实施例中的相关实施，重复之处不再赘述。
基于相同的技术构思，本申请的一个实施例还提供了一种发射机，该发射机可实现前述实施例描述的信号传输系统中发射机的功能。
参见图9，为本申请一些实施例提供的发射机的结构示意图，该发射机900可包括：处理器901、存储器902和收发器903。
处理器901、存储器902和收发器903之间可以通过总线架构连接，也可以以其它方式连接。
总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器901代表的一个或多个处理器和存储器902代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。
收发器903用于在处理器901的控制下接收和发送信号。收发器903可以是多个元件，即包括发送机和收发器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。
处理器901负责管理总线架构和通常的处理。处理器901可为中央处理器(centralprocessing unit，CPU)，或者是CPU和硬件芯片的组合。上述硬件芯片可以是以下一种或多种的组合：专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array，FPGA)，复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)、通用阵列逻辑(generic array logic，GAL)和网络处理器(network processor，NP)。
存储器902中存储程序以指令处理器901工作。存储器902可包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(read-only memory，ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；存储器还可包括上述种类存储器的组合。
结合本申请上述实施例所提供的发射机侧的方法的步骤可以直接体现为发射机执行完成，或者用发射机的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器902，处理器901读取存储器902中的指令，控制收发器903接收和发送信号，结合硬件完成发明上述实施例所提供的发射机侧的信号传输方法流程的步骤。
处理器901，用于读取存储器902中存储的指令，执行以下过程：
获取设定长度的待传输信号段；
根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，并使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放；
控制收发器903将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机。
处理器901还用于：在控制收发器903将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，对缩放后的信号段进行滤波；或者，将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
处理器901还用于：在控制收发器903将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，
对所述缩放后的信号段执行N次缩放处理；所述缩放后的信号段为所述N次缩放处理中第1次缩放处理的输入信号段，所述N次缩放处理中第i次缩放处理的输出信号段为第i+1次缩放处理的输入信号段；N为大于零的正整数，i为大于零小于N的正整数；
所述N次缩放处理的每次缩放处理中，处理器901用于执行以下过程：
根据该次缩放处理的输入信号段中信号的功率，计算该输入信号段对应的缩放系数，并使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
处理器901具体用于：
将所述信号段对应的缩放系数以及所述N次缩放处理中计算得到的共N个缩放系数相乘，得到乘积；控制收发器903将所述乘积和第N次缩放处理的输出信号段发送至接收机。
所述N次缩放处理的每次缩放处理中，处理器901还用于：在使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放之后，
将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，对缩放后的该输入信号段进行滤波；或者，将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
处理器901根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，符合下述公式：
α＝2/(pmax+pmin)
其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
处理器901具体用于：将所述信号段中信号的幅值乘以所述信号段对应的缩放系数，得到缩放后的信号段。
具体地，基于同一发明构思，本申请一些实施例所提供的发射机解决问题的原理以及有益效果可以参见本申请上述实施例所提供的信号传输系统的实施方式以及所带来的有益效果，该发射机的实施可以参见上述系统实施例中的相关实施，重复之处不再赘述。
基于相同的技术构思，本申请的一个实施例还提供了一种接收机，该接收机可实现前述实施例描述的信号传输系统中接收机的功能。
参见图10，为本申请一些实施例提供的接收机的结构示意图，该接收机1000可包括：处理器1001、存储器1002和收发器1003。
处理器1001、存储器1002和收发器1003之间可以通过总线架构连接，也可以以其它方式连接。
总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器1001代表的一个或多个处理器和存储器1002代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。
收发器1003用于在处理器1001的控制下接收和发送信号。收发器1003可以是多个元件，即包括发送机和收发器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。
处理器1001负责管理总线架构和通常的处理。处理器1001可为CPU，或者是CPU和硬件芯片的组合。上述硬件芯片可以是以下一种或多种的组合：专用集成电路，现场可编程逻辑门阵列，复杂可编程逻辑器件、通用阵列逻辑和网络处理器。
存储器1002中存储程序以指令处理器1001工作。存储器1002可包括易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器还可包括上述种类存储器的组合。
结合本申请上述实施例所提供的接收机侧的方法的步骤可以直接体现为接收机执行完成，或者用接收机的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器1002，处理器1001读取存储器1002中的指令，控制收发器1003接收和发送信号，结合硬件完成发明上述实施例所提供的接收机侧的信号传输方法流程的步骤。
收发器1003，用于接收发射机发送的信号段和该信号段对应的缩放系数；其中，所述信号段为所述发射机使用所述缩放系数进行缩放后的信号段；
处理器1001，用于使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
处理器1001，具体用于：将接收的所述信号段中信号的幅值除以所述缩放系数，得到还原信号段。
具体地，基于同一发明构思，本申请一些实施例所提供的接收机解决问题的原理以及有益效果可以参见本申请上述实施例所提供的信号传输系统的实施方式以及所带来的有益效果，该接收机的实施可以参见上述系统实施例中的相关实施，重复之处不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种信号传输方法，其特征在于，该方法包括：
发射机获取设定长度的待传输信号段；
所述发射机根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，并使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放；所述缩放系数，符合下述公式：α＝2/(pmax+pmin)，其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
所述发射机将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射机将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，还包括：
所述发射机将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，
所述发射机对缩放后的信号段进行滤波；或者，
所述发射机将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述发射机将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，还包括：
所述发射机对所述缩放后的信号段执行N次缩放处理；所述缩放后的信号段为所述N次缩放处理中第1次缩放处理的输入信号段，所述N次缩放处理中第i次缩放处理的输出信号段为第i+1次缩放处理的输入信号段；N为大于零的正整数，i为大于零小于N的正整数；
所述N次缩放处理的每次缩放处理中，所述发射机执行以下过程：
根据该次缩放处理的输入信号段中信号的功率，计算该输入信号段对应的缩放系数，并使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
所述发射机将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机，包括：
所述发射机将所述信号段对应的缩放系数以及所述N次缩放处理中计算得到的共N个缩放系数相乘，得到乘积；
所述发射机将所述乘积和第N次缩放处理的输出信号段发送至接收机。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放之后，还包括：
所述发射机将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，
所述发射机对缩放后的该输入信号段进行滤波；或者，
所述发射机将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
5.如权利要求1,2,4中任一项所述的方法，其特征在于，发射机使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放，包括：
所述发射机将所述信号段中信号的幅值乘以所述信号段对应的缩放系数。
6.一种信号传输方法，其特征在于，该方法包括：
接收机接收发射机发送的信号段和所述信号段对应的缩放系数；其中，所述信号段为所述发射机使用所述缩放系数进行缩放后的信号段；所述缩放系数，符合下述公式：α＝2/(pmax+pmin)，其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
所述接收机使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收机使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，包括：
所述接收机将接收的所述信号段中信号的幅值除以所述缩放系数。
8.一种信号传输系统，其特征在于，该系统包括：发射机和接收机；
所述发射机，用于获取设定长度的待传输信号段，根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，并使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放，将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至所述接收机；所述缩放系数，符合下述公式：α＝2/(pmax+pmin)，其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
所述接收机，用于接收发射机发送的信号段和所述信号段对应的缩放系数，其中，所述信号段为所述发射机使用所述缩放系数进行缩放后的信号段，以及使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发射机还用于：在将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，
对缩放后的信号段进行滤波；或者，
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
10.如权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述发射机还用于：在将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，
对所述缩放后的信号段执行N次缩放处理；所述缩放后的信号段为所述N次缩放处理中第1次缩放处理的输入信号段，所述N次缩放处理中第i次缩放处理的输出信号段为第i+1次缩放处理的输入信号段；N为大于零的正整数，i为大于零小于N的正整数；
所述N次缩放处理的每次缩放处理中，所述发射机用于执行以下过程：
根据该次缩放处理的输入信号段中信号的功率，计算该输入信号段对应的缩放系数，并使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
所述发射机，具体用于：
将所述信号段对应的缩放系数以及所述N次缩放处理中计算得到的共N个缩放系数相乘，得到乘积；
将所述乘积和第N次缩放处理的输出信号段发送至所述接收机。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述N次缩放处理的每次缩放处理中，所述发射机还用于：在使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放之后，
将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，
对缩放后的该输入信号段进行滤波；或者，
将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
12.如权利要求8,9,11中任一项所述的系统，其特征在于，所述发射机，具体用于：将所述信号段中信号的幅值乘以所述信号段对应的缩放系数，得到缩放后的信号段。
13.如权利要求8,9,11中任一项所述的系统，其特征在于，所述接收机，具体用于：
将接收的所述信号段中信号的幅值除以所述缩放系数，得到还原信号段。
14.一种发射机，其特征在于，该发射机包括：收发器、处理器和存储器；
所述收发器，用于在所述处理器的控制下收发信号；
所述处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，执行以下过程：
获取设定长度的待传输信号段；
根据所获取到的信号段中信号的功率，计算所述信号段对应的缩放系数，并使用所述信号段对应的缩放系数对所述信号段中信号的幅值进行缩放；所述缩放系数，符合下述公式：α＝2/(pmax+pmin)，其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
控制所述收发器将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机。
15.如权利要求14所述的发射机，其特征在于，所述处理器还用于：在控制所述收发器将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，
对缩放后的信号段进行滤波；或者，
将缩放后的信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
16.如权利要求14或15所述的发射机，其特征在于，所述处理器还用于：在控制所述收发器将所述信号段对应的缩放系数和缩放后的信号段发送至接收机之前，
对所述缩放后的信号段执行N次缩放处理；所述缩放后的信号段为所述N次缩放处理中第1次缩放处理的输入信号段，所述N次缩放处理中第i次缩放处理的输出信号段为第i+1次缩放处理的输入信号段；N为大于零的正整数，i为大于零小于N的正整数；
所述N次缩放处理的每次缩放处理中，所述处理器用于执行以下过程：
根据该次缩放处理的输入信号段中信号的功率，计算该输入信号段对应的缩放系数，并使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放后输出；
所述处理器，具体用于：
将所述信号段对应的缩放系数以及所述N次缩放处理中计算得到的共N个缩放系数相乘，得到乘积；
控制所述收发器将所述乘积和第N次缩放处理的输出信号段发送至接收机。
17.如权利要求16所述的发射机，其特征在于，所述N次缩放处理的每次缩放处理中，所述处理器，还用于：在使用该输入信号段对应的缩放系数对该输入信号段中信号的幅值进行缩放之后，
将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限；或者，
对缩放后的该输入信号段进行滤波；或者，
将缩放后的该输入信号段中幅值超过预设门限的信号的幅值设置为所述预设门限后，再进行滤波。
18.如权利要求14,15,17中任一项所述的发射机，其特征在于，所述处理器，具体用于：
将所述信号段中信号的幅值乘以所述信号段对应的缩放系数，得到缩放后的信号段。
19.一种接收机，其特征在于，该接收机包括：收发器、处理器和存储器；
所述收发器，用于接收发射机发送的信号段和所述信号段对应的缩放系数；其中，所述信号段为所述发射机使用所述缩放系数进行缩放后的信号段；所述缩放系数，符合下述公式：α＝2/(pmax+pmin)，其中，α表示缩放系数，pmax表示信号段中信号的最大功率，pmin表示信号段中信号的最小功率；
所述处理器，用于使用所述缩放系数对所述信号段进行逆缩放，得到还原信号段。
20.如权利要求19所述的接收机，其特征在于，所述处理器，具体用于：
将接收的所述信号段中信号的幅值除以所述缩放系数，得到还原信号段。
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