(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210413181.5 (22)申请日 2022.04.20 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114520693 A (43)申请公布日 2022.05.20 (73)专利权人 北京邮电大 学 地址 100876 北京市海淀区西土城路10号 (72)发明人 于振明　黄宏宇　程黎明　张威　 徐坤　 (74)专利代理 机构 北京金咨知识产权代理有限 公司 11612 专利代理师 王紫腾 (51)Int.Cl. H04B 10/50(2013.01) H04B 10/516(2013.01)G06F 40/126(2020.01) G06F 40/289(2020.01) G06F 40/30(2020.01) 审查员 黄苏一 (54)发明名称 一种面向文本传输的语义光通信系统和方 法 (57)摘要 本发明提供一种面向文本传输的语义光通 信系统和方法， 所述系统包括文本转化模块， 用 于接收待传输文本， 并进行分词， 得到文本 单词， 匹配文本 单词在单词库中的相对位置， 转化为初 始词向量； 编码模块， 用于接收初始词向量， 对初 始词向量进行降维， 得到降维词向量， 进行编码， 得到编码字符串； 光传输模块， 包括发射端模块、 光链路模块和接收端模块， 发射端模块接收编码 字符串， 转化为光信号， 光链路模块接收光信号 并传输至接收端模块， 接收端模块用于将光信号 还原为编码字符串； 解码模块， 对编码字符串解 码， 得到降维词向量， 还原为初始词向量； 文本获 取模块， 用于接收初始词向量， 在单词库中匹配 出对应的文本单词， 组合文本单词， 得到文本信 息。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 114520693 B 2022.06.17 CN 114520693 B 1.一种面向文本传输的语义 光通信系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 文本转化模块， 所述文本转化模块用于接收待传输文本， 对所述待传输文本进行分词， 得到多个文本单词， 匹配文本单词在预设的单词库中的相对位置， 基于所述相对位置将所 述文本单词转 化为初始词向量； 编码模块， 所述编码模块用于接收初始词向量， 并基于编码模块内部设置的编码层对 所述初始词向量进 行降维， 得到降维词向量， 且对多个降维词向量进 行编码， 得到编 码字符 串； 光传输模块， 所述光传输模块包括发射端模块、 光链路模块和接收端模块， 所述发射端 模块用于接 收编码字符串， 将编码字符串转化为光信号， 所述光链路模块用于接 收光信号 并传输至接收端模块， 所述接收端模块用于 接收光信号， 将光信号还原为编码字符串； 解码模块， 所述解码模块用于接收编码字符串， 并基于解码模块内部设置的解码层对 编码字符串解码， 得到降维词向量， 且 对多个降维词向量进行升维， 还原为初始词向量； 文本获取模块， 所述文本获取模块用于接收初始词向量， 基于初始词向量在预设的单 词库中匹配出对应的文本单词， 顺序组合所述文本单词， 得到文本信息 。 2.根据权利要求1所述的面向文本传输的语义光通信系统， 其特征在于， 所述解码模块 包括卷积神经网络结构， 所述卷积神经网络结构用于对光链路模块传输过程中产生的码间 干扰进行补偿， 卷积神经网络结构的输入端接入编码字符串， 卷积神经网络结构的输出端 将补偿后的编码字符串输出到解码层； 所述卷积神经网络结构包括第一卷积层和第二卷积层； 所述第一卷积层采用线性激活函数补偿光链路模块传输过程中的线性码间干扰； 所述第二卷积层采用非线性激活函数补偿光链路模块传输过程中的非线性码间干扰。 3.根据权利要求1所述的面向文本传输的语义光通信系统， 其特征在于， 所述编码模块 包括顺序连接的嵌入层、 转换层和编码层， 所述嵌入层用于对初始词向量进行降维， 得到降维词向量； 所述编码模块中的转换层基于注意力机制用于缩小降维词向量之间的距离； 所述编码层用于对多个降维词向量进行编码， 得到编码字符串。 4.根据权利要求1所述的面向文本传输的语义光通信系统， 其特征在于， 所述解码模块 的解码层包括 顺序连接的解码层、 转换层和分类层， 所述解码层用于对编码字符串解码， 得到降维词向量； 所述解码模块中的转换层基于注意力机制进一 步还原降维词向量之间的距离； 所述分类层用于将降维词向量还原为初始词向量。 5.根据权利要求1 ‑4任一项所述的面向文本传输的语义光通信系统， 其特征在于， 所述 发射端模块包括任意波形生成器、 放大器和马赫曾德尔调制 器， 所述任意波形生成器输入 端接入编 码字符串输出端与放大器的输入端相连接， 所述放大器的输出端与马赫曾德尔调 制器的输入端相连接， 所述马赫曾德尔调制器的输出端与光链路模块相连接， 向光链路模 块输出编码字符串所对应的光信号。 6.根据权利要求5所述的面向文本传输的语义光通信系统， 其特征在于， 所述发射端模 块还包括与马赫曾德尔调制器相连接的激光器和偏置控制器； 所述激光器用于向马赫曾德尔调制器输出光载波；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114520693 B 2所述偏置控制器用于控制功率。 7.根据权利要求1或6所述的面向文本传输的语义光通信系统， 其特征在于， 所述光链 路模块包括传输光纤和光纤放大器， 所述光纤放大器的输入端和输出端均连接有传输光 纤， 处于所述光纤放大器的输入端的传输光纤与发射端模块相连接， 处于所述光纤放大器 的输出端的传输光纤与接收端模块相连接 。 8.根据权利要求7所述的面向文本传输的语义光通信系统， 其特征在于， 所述接收端模 块包括可调衰减器、 光电探测器和数字采样示波器， 所述可调衰减器的输入端接入光信号， 可调衰减器的输出端与光电探测器的输入端相连接， 所述光电探测器的输出端与数字采样 示波器的输入端相连接， 所述可调衰减器用于调节光信号强度， 所述光电探测器用于将光信号转化为电信号， 所述数字采样示波器用于采集电信号的编码字符串。 9.根据权利要求1或8所述的面向文本传输的语义光通信系统， 其特征在于， 基于所述 相对位置将所述文本单词转化为初始词向量的步骤为， 基于单词在所述单词库中的位置对 所述单词库中的单词顺序编号， 匹配所述文本单词在所述单词库中的编号， 基于编号将所 述文本单词转 化为初始词向量。 10.一种应用如权利要求1 ‑9任一项所述系统 的面向文本传输的语义光通信方法， 其特 征在于， 所述方法的步骤 包括： 将待传输文本输入文本转化模块， 得到对应待传输文本的多个初始词向量， 将多个所 述初始词向量输入到所述编码模块进行编码， 将编码得到的编码字符串输入到光传输模 块， 所述光传输模块将编码字符串转化为光信号传输至解码模块， 基于所述解码模块将编 码字符串还原为初始词向量， 并输出到所述文本获取模块， 所述文本获取模块将初始词向 量在预设的单词 库中匹配出对应的文本单词， 顺序组合所述文本单词， 得到文本信息， 完成 传输。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114520693 B 3