湖南科技大学王晓亮获国家专利权
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龙图腾网获悉湖南科技大学申请的专利一种用于海洋光缆通信的数据处理方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120812099B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511307842.6,技术领域涉及:H04L67/12;该发明授权一种用于海洋光缆通信的数据处理方法是由王晓亮;张珍妮;艾源源;林勇;王萌;周晓兰;刘玉珍;曹宗敬;舒红梅设计研发完成,并于2025-09-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于海洋光缆通信的数据处理方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于海洋光缆通信的数据处理方法,包括以下步骤:对输入的海洋光缆通信信号进行预处理;进行特征提取,得到特征序列,计算插值权重与相对位置偏移,将加权特征与偏移信息输入特征提升模块生成初始特征;将初始特征输入基于线性注意力机制的特征融合模块,并引入深度可分离卷积操作;将特征输入前馈网络进行非线性变换与通道映射,随后通过投影层生成预测残差;计算海洋光缆通信信号在目标位置的插值,然后与预测残差相加,得到最终的海洋光缆通信信号。本发明在复杂海洋环境下兼顾了高精度、低复杂度和强鲁棒性,为海洋光缆通信系统的高质量传输提供了一种新的技术路径。
本发明授权一种用于海洋光缆通信的数据处理方法在权利要求书中公布了:1.一种用于海洋光缆通信的数据处理方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:对输入的海洋光缆通信信号进行预处理,获得信号序列; S2:利用特征编码器对预处理后的海洋光缆通信信号进行特征提取,得到特征序列,并基于一维线性插值确定目标位置对应的两个相邻采样点,计算插值权重与相对位置偏移,将加权特征与偏移信息输入特征提升模块生成初始特征; 对预处理后的海洋光缆通信信号进行特征提取的过程为: ; 其中,预处理后的海洋光缆通信信号为,表示在位置处经提取得到的特征;,表示信号的采样空间;为可学习的权重矩阵,用于将预处理后的海洋光缆通信信号映射至统一的特征空间; 得到特征序列如下: ; 其中,表示特征序列的长度; 生成初始特征的过程为: 对目标信号坐标,首先获取其在特征序列A中对应的两个邻近采样点,并通过特征编码器提取这两个邻近采样点的特征表示;基于线性插值计算每个邻近采样点的权重,并将加权特征与相对位置偏移拼接得到融合了邻域特征与相对位置的中间特征;随后使用一个局部线性映射函数将拼接后的中间特征映射为初始特征; ; ; 其中,表示在特征维度上拼接向量;是邻近采样点的特征值,,其中为相邻索引,;为缩放因子; S3:将初始特征输入基于线性注意力机制的特征融合模块,通过查询、键、值计算实现全局信息交互;在线性注意力机制的输出中引入深度可分离卷积操作,以丰富特征多样性; 在线性注意力机制中采用双路径结构对输入特征进行增强;一方面,通过线性映射生成的查询、键、值执行注意力操作,构建全局上下文信息;另一方面,值分支通过深度可分离卷积增强局部特征表示;最终,两个方面的结果融合并与原始输入残差相加,得到更新后的特征表示;具体过程为: S31,信号生成:、、是通过逐位置投影从输入信号中生成的,每个位置的、、都来源于同一个输入特征,而且、、的维度与输入信号的特征空间一致; 输入信号的序列是,,其中是第个位置的特征向量,表示位置索引,表示位置总数; 通过不同的投影矩阵对输入特征进行映射,通过查询的投影矩阵对进行线性变换,得到查询向量,;通过键的投影矩阵对进行线性变换,得到查询向量,;通过值的投影矩阵对进行线性变换,得到查询向量,,,为实数域,表示隐藏维度; S32,计算和的聚合:将和聚合成一个键-值映射矩阵,,其中上标为矩阵的转置,为正值特征映射函数,保证输出非负数;中每一列包含了所有的信息汇总,这是注意力机制中的信息聚合; S33,计算注意力的输出;在得到后,使用计算与所有的相似度,并将与进行匹配,得到注意力的输出: ; S34,对进行归一化,得到全局上下文信息: ; 其中,是一个常数,为序列中的位置索引; S35,对分支进行局部增强,得到既包含局部时域信息又融合通道信息的输出; ; ; ; 其中,为深度可分离卷积,为逐点卷积,为独立的一维卷积,λ为融合系数,为融合卷积增强后的值和原始值得到的特征表示; S36,融合两路信息并进行残差连接; ; ; ; 其中,为可学习的线性映射,为融合权重,表示经过注意力计算之后与局部增强信息融合后的输出,为通过投影回原始输入特征的输出,表示第层第个位置的输入特征,表示更新后的第层第个位置的输入特征; S4:将经过融合与卷积处理的特征输入前馈网络进行非线性变换与通道映射,随后通过投影层生成预测残差; 将更新后的特征表示输入前馈网络,先对进行归一化,随后依次通过两层线性变换与激活函数得到映射结果: ; 其中,和均为可学习权重矩阵,,,为前馈网络的中间隐藏层的维度;均为偏置;为激活函数;表示归一化; 假设已经到达最后一层的迭代后得到最后一层的输入特征,将输入投影函数,将隐藏维度映射至目标输出维度,得到预测残差; ; 其中,为权重矩阵,;为偏置,; S5:利用一维线性插值函数计算海洋光缆通信信号在目标位置的插值,然后与预测残差相加,得到最终的海洋光缆通信信号。
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